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智能电池充放电测试仪

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智能电池充放电测试仪相关的资讯

  • 《锂离子电池和电池组充放电测试设备规范》等118项目标准报批公示
    根据标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《锂离子电池和电池组充放电测试设备规范》等45项行业标准和《锂离子电池组安全设计指南》等73项国家标准的制修订工作。在以上标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2022年5月26日。以上标准报批稿请登录中国电子工业标准化技术协会网站(www.cesa.cn)“标准报批公示”栏目阅览,并反馈意见。公示时间:2022年4月27日-2022年5月26日附件:1.45项电子行业标准名称及主要内容2.73项推荐性国家标准名称及主要内容工业和信息化部科技司2022年4月27日
  • 利用原位CT观察锂电池在充放电中的变化
    近几年中国锂电池的出货量持续增长,对电池的各种研究也在不断深入。锂离子电池充电后,其中的活性物质会发生体积膨胀,原位表征技术成为分析工作中的重要手段。这种变化有时并不显著,利用原位CT可以捕获微小变化的差异,让分析工作更加简单,品质管理更科学可靠。 小型锂电池外观电池整体的断面图像图中可见,间隙部分的增大。 放、充电后电池各层电极将放、充电后电池各层电极的图像进行对比,可见电极厚度上有微小膨胀,最终导致整体厚度的增加。 岛津微焦点X射线CT系统 inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus——一款支持锂电池充放电试验的微焦点CTinspeXioSMX-225CTFPDHRPlus(可搭载充放电系统) • 人性化操作的理念贯穿整个设计。即使CT试验的步骤简化到三步,依然能拍摄出高质量的数据。• 维护保养简便易行,让设备的使用无后顾之忧。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • HORIBA应用科普 | 光谱分析助力锂电池产业突破:拉曼篇(1)锂电池充放电过程正负极的研究
    作者:RenataLewandowska,MiyokoOkada,TomokoNumata翻译:文军锂离子电池成就的奇迹谈起新能源汽车,就不得不说美国的“特斯拉汽车公司”,目前其打造的纯电动车采用为先进的锂离子能量存储,理论上48万公里行驶后电池衰减比例仅有5%。而其所配备的能量再生制动系统则可在车子减速时为锂离子电池组充电,使得车子在行走途中就可获得能量的补给。特斯拉MODEL 3可以说锂电池技术的发展不仅将特斯拉的新能源汽车变成了现实,创造了奇迹,更成就了特斯拉汽车公司CEO埃隆马斯克成为继乔布斯外第二个全球科技狂人。2017年5月9日,《时代》杂志发布了2017年“科技领域有影响的20人”榜单,埃隆马斯克上榜。随着对动力需求的不断增长和日趋复杂化,如何提高锂离子电池的性能始终是锂电池领域各厂家致力于突破的一个非常重要的课题。令人欣喜的是,激光拉曼光谱技术被越来越多的研究人员用于该领域的探索和突破。这种非接触的快速分析技术,能够直接分析材料中的结构变化,而不对材料产生影响。拉曼光谱技术已经被用作锂电池在充放电循环过程中的实时的原位分析,从而实现标准分析,包括材料结构和电子属性、耐久性,以及自动质量控制测试等。此外,新的研究还表明:拉曼光谱可以用于研究这些电池生命周期的各个阶段,诸如复杂体系中的新材料的表征、故障分析等。因篇幅有限,今天,本文重点为您揭示显微拉曼光谱在锂电池充放电过程中对正材料和负材料是如何进行分析的。 ▎如何分析?锂离子电池充放电过程中,锂离子经由电解液在两电之间穿梭,会带来两个电材料的结构变化。理想状态之下,这些变化都是可逆的。但是在实际情况中,充放电过程会给电池的正负电造成某些不可逆转的变化。那么它们的变化是怎样的?让我们通过拉曼光谱的“正分析”与“负分析”一窥究竟吧。01正分析锂离子电池常用的正材料是层状的锂钴氧(LiCoO2,LCO)材料。在充放电过程中,锂离子在层状的氧化钴八面体结构中重复地进行着插入—脱出过程。研究表明,电池过放电会导致氧化钴层的不可逆转的分解,成为氧化钴(CoO)和氧化锂(Li2O);而电池过充电则会导致LiCoO2转变成二氧化钴(CoO2)。所有这些变化都可以利用拉曼光谱进行观察。如下图1所示,拉曼光谱特征峰(橙色)属于锂钴氧正,而拉曼光谱谱线(红色)显示出了属于二氧化钴(CoO2)的特征峰。图1.正材料中有无CoO2的光谱区别.下图2是经历了一次充放电循环过程后,正材料的拉曼成像结果,拉曼成像清楚显示出了二氧化钴(CoO2)的存在,佐证了电池发生过充。图2. 经历了一次充放电循环过程后的锂钴氧正材料的拉曼成像蓝色对应非晶态碳,橙色对应锂钴氧,红色点对应不同浓度二氧化钴除了上述佐证正材料过充现象的存在,研究人员还利用拉曼光谱去寻找和研究新的正材料,比如不同种类的锂-过渡金属混合氧化物,如Li(Ni, Mn, Co)O2,LiMn2O4,这是目前研究的热点材料。这些材料各自具有不同的拉曼光谱特征峰,如下图3所示,拉曼光谱可为新型电材料研究提供技术支持。图3. LiCoO2、Li(Ni, Mn, Co)O2,LiMn2O4,Li2TiO3的拉曼光谱图02负分析锂离子电池常用的负材料是石墨,经过反复充放电循环以后,石墨电会发生退化。在石墨的拉曼光谱中,D峰和G峰的相对强度ID/IG比值与石墨电结构的损坏有着密切的关系。随着石墨电结构的退化,D峰的强度不断增加。在下图4中我们可以看出相对强度的变化。图5的拉曼成像中,可以清楚地看到石墨电结构的变化。图4. 具有不同相对比值ID/IG的石墨正材料的拉曼光谱图5. 石墨负经历一个充放电循环之后的拉曼成像:蓝色区域对应于缺陷较少的石墨,深蓝色区域对应于缺陷较多的石墨,橙色区域对应于树脂粘结剂。 ▎总结和展望由于拉曼光谱能够应对锂离子电池各类研发的需求,并满足在线自动质量控制的要求,因而借助拉曼光谱的探索,锂离子电池必将能够发挥出更大的“能量”。如果您对本文案例感兴趣,欢迎您点击识别下方二维码索取详细文章。 在下一篇文章中,我们将为您介绍拉曼光谱在锂电池充放电过程中对电解液如何进行分析,带您了解该项技术的其他应用,欢迎您的关注。手机识别二维码 阅读原文后,小编欢迎您留言说说看,您身边的锂电池应用都有哪些?特斯拉你已经开起来了吗? ▎延伸阅读R. Baddour-Hadjean and J.-P. Pereira-Ramos, Chem. Rev., 110 (2010)1278–1319.V. A. Sethuraman, L. J. Hardwick, V. Srinivasan, R. Kostecki, Journal of Power Sources, 195 (2010) 3655–3660.R. Kostecki, J. Lei, F. McLarnon, J. Shim, K. Striebel, J. Electrochem.Soc., 153 (2006) A669-A672.R. Kostecki, X. Zhang, P.N. Ross Jr., F. Kong, S. Sloop, J.B. Kerr, K.Striebel, E. Cairns, F. McLarnon, F., report LBNL-48359, DOI:10.2172/861953.Paul Scherrer Institute, http://www.psi.ch/lec/electrochemical-energy-storage.Berkley Energy Storage & Conversion for Transportation and Re-newablesProgram, http://bestar.lbl.gov/HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 电动汽车电池及充放电标准将在“十二五”期间出台
    电动汽车电池及充放电标准将在“十二五”期间出台   电动汽车换电池只需一分钟   全国政协委员、中国工程院院士、东北电网有限公司名誉总工程师黄其励在全国两会期间透露,目前国家电网正在研究电动汽车充电、电池生产等相关标准,预计将在“十二五”期间出台。   据悉,为了发展新能源汽车,目前各省市都计划或试点建设了充电站和充电桩。但是电动汽车充电需要时间,快速充电要10分钟,正常充电要1个小时。因此国家电网正在研究汽车充电换电池的方案及相关标准,但这首先需要全国出台相关的统一标准。   黄其励说,对于充电站来说,电动汽车的电池可以统一进行充电,充电的时间也可以灵活掌握,比方可以在全国用电低谷的时候充电。对于汽车用户来说,只需要把原来的电池卸下来,把充满电的电池再装上去就行,1分钟之内就可以换好电池,会比加油还简单。   据悉,充电、换电池的工作现在由哪个部门来负责尚未确定,但大家普遍认为由电力公司来统一操作比较合适。黄其励认为,电动汽车充电可换电池的相关国家标准只要一出台,电动汽车的发展就会非常快了。   据介绍,现在推广电动汽车最大的问题就是电池造价问题。“刚开始可能电池的价格会比较高,一般家庭买不起。但政府可以适当给予一些补助,鼓励购买新能源汽车,情况就会好起来。”黄其励说。
  • 理化所高电流密度下可充放电式锌空气电池研究取得进展
    p   可逆锌空气电池具有价格低廉、环境友好和能量密度高(1084Wh kg-1)等优势,在便携式交通工具和能量储存器件应用方面潜力巨大。该电池的核心组分是驱动氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂,但存在动力学缓慢及循环稳定性差等问题。因此,发展廉价、高效的双功能催化剂,对于推动可逆锌空气电池的实际应用具有重要意义。 /p p   氮化物,如Ni3FeN等,因其独特的电子结构和半金属特性,在电催化氧气还原反应(OER)中,表现出优异的性能。但将Ni3FeN应用于可逆锌空气电池中,面临两个问题:一是氮化物的ORR活性低 二是氮化物的在合成过程(氨气气氛煅烧)中易团聚,难以得到更小尺寸、更多活性位暴露的氮化物,阻碍其OER性能的进一步提升。 /p p   近日,中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究团队研究员张铁锐课题组采用“一石二鸟”的策略,通过引入钴氮共掺杂碳载体(Co,N-CNF),有效减轻Ni3FeN在高温合成过程中的团聚问题,从而缩小其尺寸至14nm 同时Co,N-CNF本身具备优良的ORR性能。因此,Ni3FeN/Co,N-CNF复合物的OER性能明显优于贵金属IrO2,ORR性能超过商业化Pt/C,该双功能催化剂可实际应用于可逆锌空气电池,并在高电流密度(50 mA cm-2)下长时间稳定工作。该策略为设计和合成多功能催化剂提供了新思路,可广泛应用于金属空气电池、可充放电式燃料电池、全分解水以及其他能源领域。 /p p   研究结果以3D Carbon Nanoframe Scaffold-immobilized Ni3FeN Nanoparticle Electrocatalysts for Rechargeable Zinc-Air Batteries’Cathodes为题发表在Nano Energy上。 /p p   研究工作得到科技部国家重点基础研究计划、国家自然科学基金委优秀青年科学基金项目、国家“万人计划”-青年拔尖人才支持计划、中科院战略性先导科技专项(B类)等的支持。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/9fe2701e-b381-4d1d-a592-676044849fe8.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong Ni3FeN/Co,N-CNF复合物应用于可逆锌空气电池 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp 论文链接:3D Carbon Nanoframe Scaffold-immobilized Ni3FeN Nanoparticle & nbsp Electrocatalysts for Rechargeable Zinc-Air Batteries’ Cathodes /p
  • 精邦LIMS促进新能源电池检测实验室智能化管理方向发展
    作为战略性新兴行业之一,中国新能源汽车近年来发展迅速。数据显示,2018年中国新能源汽车产销量突破100万辆,产销规模连续三年位居全球第一。但同时,新能源汽车自燃、电池寿命短等与动力电池安全有关的事件和问题的频发为新能源汽车行业敲响了警钟。什么是新能源汽车检测试室呢?为什么要建设新能源汽车检测实验室呢?新能源电池实验不同于家用电器和汽车电子产品实验,由于电池的危险性,电池测试过程中可能会产生有害气体、冒烟、明火、爆炸,这些问题可能导致环境空气污染、设备损坏、人员受伤,甚至对人身财产造成巨大损失。因此,电池试验室的规模大小,场地建设,设备购置,以及日常的运营成本都需要引起重视。实验室主要分为电池性能测试评价、环境可靠性测试评价、安全滥用性测试评价三大平台,其测试能力覆盖动力电池单体、模组、Pack(电池包)及系统级别的各项产品,可满足多项国际标准及中国国家标准。通常具有完整测试能力的电池检测实验室 ,可规划成如下功能分区:1)电性能检测区,此区域主要涉及的仪器是充放电机柜、内阻测试仪、绝缘强度测试仪、绝缘电阻测试仪、数据采集设备等。2)机械性能测试区,此区域主要涉及的仪器包括充放电机柜、振动试验台、冲击碰撞试验台、翻转试验台、三综合试验台。3)环境测试区,此区域主要完成温度、湿度、老化、热分析等实验,涉及的仪器包括充放电机柜、高低温箱、负压箱、温湿度实验箱、热分析仪、数据采集设备等。4)辅助功能区,可根据实际需要进行配置,包括样品室(放置测试前后的电池样品)、库房(放置闲置线缆、工具等)、办公室、会议室、休息区等。5)电池安全测试区,此区域开展的测试均带有危险性,包括样品不成熟导致的风险以及测试本身的风险,包括的测试项目:跌落、针刺、挤压、燃烧、过充、过放、短路、浸水、海水侵泡、高温充放电等项目,涉及的设备包括充放电机柜、跌落试验台、针刺试验机、挤压试验机、燃烧试验机、短路试验机、浸泡设备、温度箱等。另一方面,为此建立的电池安全检测标准有: 国际标准(IEC)、欧盟标准(EN)、中国标准(GB QC)、美国标准(SAE UL)、日本标准(JIS),针对新能源汽车应用较为广泛的标准是UN 38.3、QC 743、SAND 2005-3123、UL 2580、ISO 12405。电池标准针对的检测项目,大体可分为电性能适应性、机械适应性和环境适应性测试三大类的检测。新能源汽车检测实验室为了评估电池在存储、运输、误用和滥用等情况下,是否会引发过热、明火、爆炸、有害气体溢出、人员安全等情况应运而生。通过电池安全检测标准的新能源汽车才能在安全上有长久的保障,相信未来新能源汽车的安全性会得到大大改善。精邦实验室信息化管理平台针对未来汽车实验室科学管理,开发出汽车行业LIMS系统软件,该系统是一款以ISO/IEC17025、ISO9000等精细化管理标准为基础,采用现代化的电子信息技术和数据库系统,专业为汽车企业实验室和质量检验平台设计方案的综合型业务管理系统。汽车实验室精邦LIMS系统关键程序模块:1. 样品管理:是检测中心的关键工作之一。精邦LIMS针对取样、来样加工、试样、留样、余样等差异环节特征的样品,提供样品接收、确认、前处理、派发、传递、检测、保存、处理、退回等全程管理功能模块运用条形码标签建立样品的唯一性界定和查询精准定位。2. 检测管理,具备分配任务、分配管理、结果备案、评价、审核等检测流程管理功能模块,支持数值、字段、文档、报表、图谱等各类结果类别。可设置计算方法、判定指标值等业务流程标准,根据实验仪器接口功能模块,同时导入初始检测统计数据运用电子签章技术性审核结果,保证网络安全;3. 设备维护: 提供设备台账,申购采购,应用记录,维修保养,计量检测,出现故障检修,借还备案,状态控制,销毁报废,利用率统计分析等管理功能模块。较大底限地提升实验室设备等设施自动化技术管理能力;4. 规范管理,为实验室应用的规范丰富多彩提供数字化管理,便捷相关技术人员免费在线查看,并对规范方式的追踪,非标准方式的制订、确认和应用推行有效管理。5. 人员管理针对检测中心的各类技术人员,精邦LIMS提供健全的人员管理方案如技术人员基本资料、人事关系、专业能力确认、资质确认、授权管理、工作记录、监管、评价、学习培训、绩效考评等6. 物资管理精邦LIMS提供实验室物资管理,合格供应商管理,耗材申购、采购、项目验收、入库管理,领用备案,库存量智能提醒(有效期限、库存值)等管理功能模块建立耗材的标准化管理,动态性管控并有效控制耗材使用量,减少检测成本费7. 质量控制精邦LIMS针对实验室內部审核、管理评审、能力验证、实验室间核对、外部审查(如资质证书评定、实验室认可)等相关品质活动,提供了活动计划、活动变更、活动执行、不良整顿 等质量管理和质量控制功能模块8. 数据分析精邦LIMS针对各检测业务的对象、业务流程阶段、业务流程状态智能生成月表、年报表或阶段性可视化报表,同时强大功能的报表设计构思器,允许客户自定义报表格式和內容来源,定期进行或实时生成各类的可视化图形报表,为业务流程分析、市场拓展、领导层管理决策填报数据支持9. 流程优化精邦LIMS嵌入工作流引擎,可为检测中心量身定做定制最贴切的工作流程,将信息流(凭证)、商品流(样品)、审批流(每日任务)有机化学融合成一体化,建立检测业务流程的全程动态性管理, 能够迅速响应检测中心业务流程飞速发展的需求精邦LIMS系统面向生产制造产业,技术专业的质量检验实验室LIMS系统软件提升规范性与智能化管理能力,全方位覆盖了实验室和质量检验平台的经营范围,为汽车产品质量检验的每个阶段提供全方位、精细的管理解决方法,并将各部门日常任务工作中有机地相结合,形成个完整性、统一性的业务流程管理平台,全部工作都能够使用LIMS协调工作。10.智能数据分析 数据智能分析中心主要是针对系统已经存在的检测数据进行多维度、多层级的单向、多项目组合分析管理。通过数据分析能够把数据之间的逻辑关系清晰的展现出来,以满足企业对历史检测数据的纵向、横向分析,以便为产品研发、生产、采购提供科学的建议,同时有效的减低产品研发成本、提高产品的质量、缩短研发周期。精邦数据智能分析中心通过可视化的展现可以快速、精准的对检测数据进行分析,图表与图形智能的展现,帮助实验室从历史检测数据中提取数据进行综合排优比对与建议。◆ 精邦数据智能分析中心不仅仅是前端报表,还包括元数据管理与数据中心(数据仓库);◆ 不仅仅是数据可视化,不仅仅是敏捷数据智能分析中心,精邦 BI 独有的多维动态分析与智能钻取轻松实现智能分析;◆精邦 BI 开发平台,包括数据转换管理(ETL)、OLAP 数据库设计、元数据管理、WEB多维报表设计、多维动态分析、智能钻取、智能报告、数据填报、移动应用、微信应用、单点登陆等 10 余项功能,专注企业级应用,更符合第一方实验室的信息化现状及需求;通过数据匹配组成最佳产品体系分析,形成研发数据库为研发部提供数据支撑; 根据不同的测试安排和类型,数据分析的功能分为数据对比和 SPC 监控两部分。 1 数据对比主要是同一测试项目可直接较 ,如客户需 60 度 7 天后 厚度膨胀(内阻、 厚度膨胀(内阻、 OCV OCV、恢复容量剩余处理方式一样),可以将不同阶段,不同规格的试验单,在一表中展示(busbar 形式,或客户要求的其他),并可以直接导出比较图表、原始数据。 2 SPC 监控主要针对品质稳定性监控,比如量产电池的厚度、容量、倍率、存储、循环 150 次的结果,做长期跟踪,并依据时间、批次,给出某一关键指标的趋势变化图,若出现超规格情况,可依据严重程度,系统自动给出预警(比如邮件、短信)通知,可设置不同层级(工程师、经理、总监、副总、总经理等); 3 数据对比 选择测试用例及需要进行对比的测试任务进行数据可视化对比分析,包括不限于倍率、循环、存储、高低温测试,可针对不同项目不同关注点进行比较,比如容量(保持率)、厚度(增长)、放电能力、内阻增加等各个方面进行展示。对于原始的充放电数据(放电数据),循环数据,都可以直接叠加比较。 该软件可以查询相关的功能,并设置了重置,可以一次性对比几个测试,选择重置,可以清空这些对比信息,主要的对比包括如下几点: 4 倍率放电测试记录在不同倍率(0.1C,0.2C,0.5C,1C,1.5C,2C)下,电芯的放电曲线
  • 可循环充电超万次锰氢气电池问世
    p style=" text-indent: 2em " 随着可再生能源开发利用规模的不断扩大及智能电网产业的迅速崛起,储能技术的重要性日益凸显。记者7日获悉,由美国斯坦福大学崔屹教授领衔的研究团队介绍了一种可循环充电1万次以上的锰氢气电池,可实现10年以上的稳定性能。该成果发表在《自然· 能源》上。 /p p style=" text-indent: 2em " 据该成果的第一作者、美国斯坦福大学材料科学与工程学院的陈维博士介绍,他们发明的锰氢气电池使用高表面积的碳作为正极集流体,易溶于水的硫酸锰盐作为电解液,由催化剂控制的氢气作为负极。该电池从设计、充放电原理、测试方法和性能上都有别于以往任何水系电池。 /p p style=" text-indent: 2em " 成果显示,锰氢气电池具有非常优异的电化学性能,比如稳定的放电电压1.3伏,高倍率的放电电流100mA/cm2,大于1万次的稳定循环,以及较高的质量能量密度139Wh/kg和体积能量密度210Wh/L。而且,该电池很容易放大用于大规模储能。 /p p style=" text-indent: 2em " 大规模储能是实现可再生能源普及应用的核心技术。现有的大规模储能技术(如抽水储能、压缩空气储能)以及各种蓄能电池(如锂离子电池、钠硫电池、液流电池)等均存在不同的问题,远不能满足大规模储能廉价、安全、高能量密度和高稳定性的要求。崔屹表示:“锰氢气电池的发明将对大规模储能的格局产生重要影响,进一步缓解由传统化石能源带来的严重碳排放和空气污染。” /p
  • 国家电动汽车电池及充电系统产业计量测试中心落户光明科学城 光明照耀未来 “超充之城”建设再提速
    日前,记者来到位于光明科学城的国家电动汽车电池及充电系统产业计量测试中心,中心内一派繁忙而有序的工作景象映入眼帘。300台套计量测试装备,可开展500余项计量参数测试,这里集中了最尖端的仪器设备和专业技术人员,他们正致力于推动新能源汽车产业高质量发展。  步入其中,一个大型的环境模拟实验室映入眼帘,这里的温度、湿度甚至气压都可以根据需要精准调控到极寒酷暑等各种极限环境条件。一旁,一辆崭新的电动汽车正在严苛环境下接受考验,技术人员密切监控着车辆电池在高低温循环中的充放电性能表现,以及其对环境变化的响应速度和稳定性。而在另一侧的精密计量区域,一组工程师正利用高精度测量仪器对一块块锂电池模块进行细致入微的检测。  近日,国家市场监督管理总局批准成立国家电动汽车电池及充电系统产业计量测试中心。该中心选址深圳光明,是电动汽车电池及充电系统领域全国唯一的国家级产业计量中心。中心是光明科学城入驻的科研平台之一,在建设期间,围绕电动汽车电池及充电领域深入开展计量测试技术研究,承担国家、省级科研项目27项,制定了国家及地方标准35项,制定国家计量检定规程、规范6项。在电动汽车充电桩远程计量、充电站能耗计量测试、充电桩安全敏感参数计量测试等领域产出一批首创成果,填补行业空白。  落户光明促新能源产业高质量发展  计量测试是产业发展的重要技术基础,与产业变革和技术进步息息相关,作为鼓励类产业被列入国家科技服务业。  为充分发挥计量测试在服务和支撑电动汽车产业发展、提升电动汽车产业核心竞争力方面的作用,国家市场监督管理总局批准深圳市依托深圳市计量质量检测研究院正式成立国家电动汽车电池及充电系统产业计量测试中心(以下简称国家中心)。  为何落户深圳光明?深圳市计量质量检测研究院院长刘铁东告诉记者,国家中心的成立恰逢光明区加快建设世界一流科学城的大好时机,光明科学城是世界级大型开放原始创新策源地、引领高质量发展的中试验证和成果转化基地、深化科技创新体制机制改革前沿阵地,布局建设了一批重大科学基础设施和前沿交叉研究平台,其中包含了国家电动汽车电池及充电系统产业计量测试中心。  光明已成为大湾区重大科技创新载体布局最集中、创新动能汇聚最迅速、综合创新投入力度最大的区域。作为大湾区综合性国家科学中心先行启动区,科学城是光明区最闪亮的名片,2023年光明科学城规划布局的24个重大科技创新载体,在建和运营数达到20个。全社会研发投入首次突破100亿元,占GDP比重达到7.1%,创新动能愈加澎湃。  刘铁东表示,国家中心的成立不仅为光明增添了又一个国家级科技创新平台,也为光明区在新能源汽车、电化学储能、新型电池材料等领域提供国家级一站式的计量测试支撑,将有力促进光明区新能源产业的高质量发展,同时与光明区相关高校、企业、研究机构充分融合,因地制宜发展新质生产力,助推世界一流科学城的建设。  国家中心重点针对产业提质增效和可持续高质量发展中的计量测试难点和需求,构建完备的计量测试体系,提供“全溯源链、全产业链、全寿命周期”并具有前瞻性的计量测试技术服务,着力解决产业当中“测不了、测不全、测不准”的痛点、难点。  标准引领打造“超充服务”新标杆  4月1日起,深圳市正式实施《电动汽车超级充电设备分级评价规范》和《电动汽车集中式公共充电站设计规范》(以下统称“深圳超充标准”),这两项标准是全国首个超充设备分级评价和超级充电站设计的地方标准。  “深圳超充标准”在行业内率先提出“超级充电设备”“全液冷超充设备”等术语定义,并明确超充设备单枪额定功率不低于480kW。光明区发展改革局相关负责人表示,光明区抢抓这一标准带来的市场机遇,认真落实市政府关于建设世界一流 “超充之城”的工作部署,结合新能源汽车产业、超级快速充电技术发展趋势以及城市规划、人口分布等实际情况,重点围绕商业综合体、市政公园、大型景区、公共机构、高铁站、公交场站、高速服务(停车)区合理布局超充站点,满足市民充电需求,同时谋划打造若干光储充检和车网互动一体化示范项目,推动充电设施接入深圳市电力充储放一张网,助力深圳市打造坚强电网。  步入光明区长圳南北停车区的全液冷超充站,一种未来科技气息扑面而来。这处占地广阔的充电站坐落在繁忙的高速公路两侧,犹如一个新能源汽车的能量补给绿洲,镶嵌在快速流动的交通线之中。  这个超充站是全市首座高速服务区全液冷超充站,实现1秒1公里的超快速充电速率,创新的冷却方式确保了即便在高强度连续充电下,充电桩也能保持稳定高效的性能,大大减少了充电过程中的热损耗,为市民提供极速的充电服务,切实缓解市民旅程焦虑。  宽敞舒适的休息区内,司机们一边通过智能屏幕实时查看车辆充电进度,一边感受着这份便捷与科技带来的出行变革。司机陈先生告诉记者,光明科学城不仅追求硬件设施的卓越,更关注用户体验的极致,超充站配备先进的液冷快充技术,只需一杯咖啡的时间,就能让电动汽车“满血复活”。  打造“超充服务”新标杆,截至目前,光明区已建成超充站24座,在建及前期项目15个。2024年,光明区将继续围绕打造世界一流“超充之城”的工作目标,依托光明区停车场资源等,发动充电设施企业投资建设超充站,至2024年底累计达到73座超充站、新增8700个普通充电桩。  绿色发展 “超充之城”跑出加速度  在充满活力与创新精神的光明科学城,一幅描绘未来智慧生活的“超充之城”蓝图正在细腻绘就。  光明区以其前瞻性视野和坚定决心,积极投身于绿色产业的发展,并在此过程中扮演着“超充之城”建设的重要角色,二者相互赋能,共同描绘出一幅可持续发展的未来画卷。  光明区扎实推进超充设施建设,组织华为、星星充电、前海奥特迅、特来电等充电设施行业头部企业研究探讨超充站建设有关要点,形成《超级快速充电设施选址建设有关要求》,指导各街道、各部门完成两批次100余处超充初步选址;组织充电设施行业头部企业与各街道、各部门建立沟通联系渠道,政府部门会同充电设施企业开展选址踏勘、评估工作,促成一批项目合作;定期组织超充建设调度会,协调解决用地性质、租期、用电报装等问题,确保项目顺利推进。  光明区在推动“超充之城”建设的同时,也带动了相关产业的技术迭代升级和服务模式创新。目前已拥有新能源领域规上企业250余家,聚集了贝特瑞、欣旺达等一批行业龙头企业, 越来越多的优质绿色企业、产业纷至沓来。  去年,世界500强企业法国威立雅环境集团粤港澳大湾区总部,正式落户光明科学城。未来,光明科学城将凭借威立雅在减污降碳、资源回收、数字化能源管理等方面的专业技术和知识,助力粤港澳大湾区早日实现“双碳”目标,进一步推动城市智慧能源管理建设。  今年,国家电动汽车电池及充电系统产业计量测试中心落户光明,集聚了电动汽车计量测试领域领先的技术、人才、装备与资质,致力搭建开放、共享的公共技术平台,通过政产学研联动,在智能网联汽车、新型电池、新能源、测量人工智能、高端仪器仪表研发等领域协同创新,打造世界一流科学城的计量测试高地。  政策方面,光明区陆续出台“8+5”产业集群专项政策、 “1151”产业空间政策、行业发展和人才政策,光明区还将在深圳市出台的《支持电化学储能产业加快发展的若干措施》的基础上,制定出台区级电化学储能、光伏储能充电等新能源领域专项扶持政策,驱动绿色循环低碳发展。同时,在马田街道打造平方公里级的新能源新型产业社区,将光明科学城全域打造成为新能源新材料、新技术新产品的应用示范场景。  光明照耀未来。光明区还将继续发挥创新链、产业链、资金链和人才链“四链”融合发展优势,重点围绕新型储能、光伏、氢能等领域强势布局,朝着建设世界一流“超充之城”和新能源产业集聚区目标稳步迈进。
  • 欧波同锂离子电池显微智能分析解决方案
    锂离子电池因其清洁、能量密度高、循环性能好等优点广泛应用于我们的日常生活中。尤其是近年来, 新能源汽车、储能电站的快速发展, 锂离子电池的用量超乎想象,一台新能源汽车集成了几千个电池,达几百公斤,巨量的电池集中在一起,安全问题就尤为重要。近年来锂电池电动车、汽车和储能电站均发生过燃爆事故,因此,锂电池质量、安全等方面的研究越来越被人们重视,对锂电池的质检技术也提出了更高的要求,这涵盖了正负极材料、隔膜、铜箔、铝箔,甚至外包装材料。 欧波同集团长期从事光镜、电镜领域的微观分析工作,通过和广大客户的交流,我们发现现在客户的微分析存在效率低、人的主观因素影响大、非标准化等问题,为此我们成立了汇鸿科技公司,利用智能化软件实现显微分析的自动化、标准化。 一、锂离子电池材料显微智能分析系统(LIBMAS) 锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为电极材料电池的总称,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。由于材料加工过程中的缺陷,锂电池在使用或储存过程中仍会出现一定概率的失效[1],例如,多孔电极在充放电过程中发生体积膨胀和收缩,导致颗粒逐渐出现裂纹,这些裂纹沿着原有缺陷萌生和扩展,导致材料出现机械断裂和电极结构解体,造成电极材料粉化。这些材料的失效严重降低了锂电池的使用性能,影响其使用的可靠性和安全性。 图一:汇鸿锂离子电池显微智能分析系统 针对锂电池使用过程中产生的各种失效问题,汇鸿智能科技为客户量身定制了专属软件,满足客户所有需求,采用先进AI技术及图像处理技术,可快速准确进行单晶团聚识别、开裂球识别、二次球颗粒分布均匀性判断、截面孔隙统计、隔膜孔隙统计等锂电池材料分析。 1)识别: 通常在制备三元正极材料时,采用共沉淀法[2]使纳米级一次粒子团聚堆积成球形二次粒子,但这种堆积结构容易形成裂纹,导致电池性能衰减。 图二:软件智能区分开裂球和普通球 通过汇鸿LIBMAS,可快速统计并计算开裂球占比,获得开裂球裂缝信息,从而改善工艺条件,如图二。 正极颗粒内部通常是二次球颗粒形成的多晶结构,我们将二次球颗粒抛开,发现循环充放电后的颗粒截面出现大量裂痕,如图三。使用LIBMAS对截面孔隙进行识别,快速获得截面孔隙结果。 图三:二次球截面孔隙识别2)团聚体颗粒识别: 正极三元颗粒通常需要在高温纯氧下进行烧结,烧结而成的三元产品一般具有典型的团聚体形貌,即由粒径约几百纳米的一次粒子组成的,在几个到十几个微米之间的二次球颗粒。以往采用人工统计分析,需要在SEM成像后,手动逐个测量,工作量大,而且存在人为测量的误差;采用汇鸿智能分析软件,则可以一键操作,简化流程,在短时间内快速获得标准化的统计结果,如图四。 图四:一次颗粒团聚形成的二次球颗粒识别 电极材料的颗粒尺寸影响电池的容量、倍率性能和循环性能[3]。小尺寸颗粒可以缩短锂离子固相扩散路径,内部多孔颗粒可以提供更多的锂离子迁移通道。但是粒径过小会导致库仑效率和充填密度低下,影响整体电池的容量。通过汇鸿LIBMAS可高效识别一次颗粒大小(长、宽、周长、面积等)以及分布情况,如图五。 图五:软件自动区分团聚颗粒及团聚颗粒截面 3)单晶颗粒识别: 相对于单独的纳米粒子,团聚体颗粒具有比表面积小,颗粒流动性好,压实密度高和电极浆料可加工性好等优点。然而在团聚体反复充放电过程中,电极不断膨胀和收缩,内部颗粒十分容易破碎。相比易产生颗粒粉碎的多晶正极材料,许多研究[4,5]已经开始从晶体结构本身出发,探究单晶三元正极材料的性能,结果表明单晶三元具有更好的机械强度,从而抑制颗粒破碎,在高温循环方面也具有更好的热稳定性。诸如此类的研究都需要准确识别出单晶颗粒及其内部分布情况,汇鸿科技LIBMAS可以自动识别团聚颗粒中轮廓清晰的单晶颗粒,并测量、统计其直径,如图六。 图六:单晶颗粒的识别 4)大小二次球识别: 除此之外,汇鸿LIBMAS还可以精准识别图像上所有大二次球颗粒与小颗粒,根据面积判断计算大颗粒与小颗粒分布的均匀性。如图七。图七:大小二次球颗粒分布均匀性识别和统计 5)隔膜孔隙率统计: 锂电池隔膜作为锂电池的重要组成部分,是具有纳米级微孔结构的高分子功能材料,其主要功能是防止两极接触而发生短路,同时使电解质离子通过。相关研究证实[6],隔膜的微孔孔径分布越均匀,电池的电性能越优异。 孔径的分布主要采用扫描电子显微镜( SEM) 进行观测,但仅靠肉眼观测图片,对孔隙率的表征存在一定误差且效率低下。因此,若要更准确形象地获得材料的孔隙率,需要将图像处理软件与SEM 结合,以实现隔膜孔隙分布及其定量分析的需求。 图八:隔膜孔隙识别及孔隙率统计 汇鸿LIBMAS可以快速获取隔膜的孔隙率信息,检测隔膜孔隙率、孔隙直径及纤维直径并统计分析,从而形象地描述隔膜表面的结构细节,提高锂电池隔膜孔隙率评定的准确性,如图九。 二、锂离子电池异物分析系统(LIBIAS) 目前行业对锂电正极材料中金属及磁性异物的分类主要有以下三个方面:金属及非金属大颗粒、磁性异物、Cu/Zn单质[7]。异物引入的方式有原材料带入和制造过程中产生。为了有效控制锂离子电池正负极材料中非金属/金属/磁性异物的含量,一般会使用专业的设备与软件对初筛后的原材料中异物颗粒进行形貌与成分统计。行业内以往使用光镜或手动测量的方法,然而这些传统检测方式往往在数据结果的准确性、全面性、一致性上有或多或少的不足,给精确检测带来比较大的挑战。目前,锂电池材料中异物颗粒的检测主要面临的问题有:1)异物来源广、溯源难,2)数据量大、费时费力,3)颗粒易团聚、识别难度高。图一:同一颗粒分别在光学显微镜(左)、电子显微镜(右)下的图像及EDS能谱识别颗粒主要成分为Fe 图二:电镜图像下滤膜上所有颗粒分布情况图三:滤膜上的颗粒团聚现象 针对传统软件的不足,欧波同集团旗下的汇鸿科技公司开发了“锂离子电池异物分析系统”(LIBIAS)。这是集准确、高效和易操作功能为一体的全自动清洁度分析系统,可以实现高清BSE图像采集拍摄和图像处理、元素定量测试等功能。包括:1)简易上手的测试程序,2)开放的标准库编辑系统,3)一键生成对应报告图表。 图四:颗粒类型占比饼状图(左),三元统计相图(右) 汇鸿智能科技是一家专注于工业领域微观智能图像分析应用解决方案服务商。以“坚持原创,用信息技术引领工业分析”为愿景,可以为用户提供全场景的锂电池智能化显微分析解决方案。汇鸿智能科技研发的”锂离子电池材料显微智能分析系统(LIBMAS)”和“锂离子电池异物分析系统(LIBIAS)”,将高分辨性能的扫描电镜与智能化的分析软件相结合,解决从锂电原材料,到正负极极片、隔膜,锂电清洁度全系列的锂离子电池相关分析,助力研究人员开发出性能更优越的锂电产品。 参考文献:[1] Wang Qi-Yu, Wang Shuo, Zhou Ge, Zhang Jie-Nan, Zheng Jie-Yun, Yu Xi-Qian, Li Hong. Progress on the failure analysis of lithium battery. Acta Phys. Sin., 2018, 67(12): 128501. doi: 10.7498/aps.67.20180757.[2] https://doi.org/10.1016/j.powtec.2009.12.002[3] 杨绍斌,梁正. 锂离子电池制造工艺原理与应用[M].[4] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abc3167.[5] 肖建伟, 刘良彬, 符泽卫, 等. 单晶LiNixCoyMn1-x-yO2 三元正极材料研究进展[J]. 电池工业, 2017, 21(2): 51-54.[6] 毛继勇,许汉良.锂离子电池用隔膜孔隙率对电池性能的影响[J].广州化工,2018,46( 14) : 78-80.[7] 惠升,詹永丽,黎江.锂电正极材料金属及磁性异物过程控制的研究[J].世界有色金属,2021(17):166-168. 作者:沈宁单位:欧波同个人简介:沈宁,OPTON创新研究中心BD工程师 ,硕士毕业于上海大学纳米化学与生物学研究所,主要研究方向为石墨烯量子点及其修饰物的应用,期间负责研究所内透射电镜/扫描电镜的使用,培训和维护,硕士期间参与发表四篇专利,两篇SCI学术论文。现负责欧波同集团锂电行业应用市场的开发,对设备选型、技术应用、市场需求有着丰富的经验。
  • AI助力新能源分析: 锂离子电池材料显微智能分析方案
    随着我国新能源汽车产业的规模越来越大,对动力锂电池的需求,也逐步增加。电动汽车的主要能量源是动力电池,其发展和应用在很大程度上受动力电池性能影响。锂离子电池发展至今,凭借其高电压、高能量密度、良好的循环性能和绿色环保等优势成为在新能源应用中广泛的化学储能器件之一。图1:锂离子电池的组成示意图 锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。随着对锂离子电池的研究不断深入,电池工业界正在迅速向更高能量密度和更低成本的电池技术努力,以达成零碳排放的目标。 但是目前在锂电池使用或储存过程中仍会出现一定概率的失效,一类是锂离子电池的材料自身缺陷引起的失效,例如正负极的结构衰退,电解液分解,隔膜的老化等;另一类是锂离子电池使用及存储环境引起的失效,例如环境温度过高,充放电过快,过度充放等,都严重降低了锂电池的使用性能、一致性、可靠性和安全性。图2:锂离子电池失效模式 虽然产品的诞生伴随着失效,但只要充分了解失效原因,掌握分析失效的方法和利器,就能从根本上找到并解决失效问题。对于锂电池来说,其失效归根结底是材料的失效。例如,正极材料因局部Li+脱嵌速率不一致导致材料所受应力不均而产生的颗粒破碎;硅负极材料因充放电过程中发生体积膨胀收缩而出现的破碎粉化;隔膜孔隙阻塞等。电池性能和电池材料性质有着息息相关的关系,准确把握材料的特性,是解决电池问题并提升电池性能的重要途径之一。 软件特点简介 汇鸿智能科技是一家专注于工业领域微观智能图像分析应用解决方案服务商。以“坚持原创,用信息技术引领工业分析”为愿景,可以为用户提供全场景的锂电池智能化显微分析解决方案。汇鸿智能科技研发的”LIBMAS—锂离子电池材料显微智能分析系统”(以下简称LIBMAS),将高分辨性能的扫描电镜与智能化的分析软件相结合,解决从锂电原材料,到正负极极片、隔膜,锂电清洁度全系列的锂离子电池相关分析,助力研究人员开发出性能更优越的锂电产品。 针对传统软件自动化程度不足,操作复杂的弊端,汇鸿智能科技可为客户量身定制专属软件,满足客户所有需求,采用先进AI技术及图像处理技术,可快速准确进行单晶团聚识别、二次颗粒分布均匀性、开裂球识别、截面孔隙统计、隔膜材料孔隙分析等锂电池材料分析。 应用案例0101开裂球、截面孔隙识别 通常在制备三元正极材料时,采用共沉淀法使亚微米一次粒子致密堆积成球形二次粒子,但这种堆积结构容易形成裂纹,导致电池性能衰减。图1:软件智能区分开裂球和普通球 通过汇鸿LIBMAS,可快速统计并计算开裂球占比,获得开裂球裂缝信息,从而改善工艺条件,如图1。 在锂电池中,锂离子在正极晶格中反复脱嵌,随着电流密度和颗粒尺寸的增加,仅仅几个循环就出现晶间裂纹。而产生的裂纹对电池性能、SOC、以及锂离子传输路径都会有一定影响。图2:二次球截面孔隙识别 正极颗粒内部通常为二次球颗粒形成的多晶结构,导致正极晶格在循环中容易发生各向异性体积变化,而产生孔隙。我们将二次球颗粒抛开,发现循环充放电后的颗粒截面出现大量裂痕,如图2。使用LIBMAS对截面孔隙进行识别,以轮廓中心点为圆心画出同心圆,以各同心圆圆环内的孔隙率计算同心圆孔隙率RSD,见图3。 图3:二次球截面孔隙率统计及RSD计算 0202团聚颗粒识别 正极三元颗粒通常需要在高温纯氧下进行烧结,烧结而成的三元产品一般具有典型的团聚体形貌,即由粒径约几百纳米的一次粒子组成的粒径在几个到十几个微米之间的二次颗粒。图4:一次颗粒团聚形成的二次球颗粒识别 通常团聚体颗粒内部较为密实,一次粒子之间连接处存在晶界。通过汇鸿LIBMAS可高效识别一次颗粒大小(长、宽、周长、面积等)以及分布情况,如图4、图5。图5:软件自动区分团聚颗粒及团聚颗粒截面 相对于单独的纳米粒子,这种形貌的团聚体颗粒具有比表面积小,颗粒流动性好,压实密度高和电极浆料可加工性好等优点。 然而在团聚体反复的充放电过程中,团聚体内部也反复经受一次颗粒体积变化产生的应力冲击,容易在一次颗粒之间的晶界处发生破碎。破碎后的颗粒不仅增大了活性物质的比表面积,进而加剧了活性物质和电解液之间的副反应。而且破碎后的一次粒子之间失去了有效的电接触,也进一步增加了电极材料的阻抗,不利于循环性能的保持。 03单晶颗粒识别图6:单晶颗粒的识别 团聚体的破碎受多种因素影响。减小体积变化程度可以减小应力应变对团聚体的损伤;另外,从前驱体和烧结工艺入手以尽可能增强烧成的团聚体颗粒内部密实度,增强一次粒子之间的结合力,从而提高团聚体颗粒抗破碎的能力。 另外,相比易产生颗粒粉碎的多晶正极材料,许多研究已经开始从晶体结构本身出发,探究单晶三元正极材料的性能,结果表明单晶三元具有更好的机械强度,从而抑制颗粒破碎,在高温循环方面也具有更好的热稳定性。诸如此类的研究都需要准确识别出单晶颗粒及其内部分布情况,汇鸿LIBMAS可以自动识别团聚颗粒中轮廓清晰的单晶颗粒,并测量、统计其直径,如图6、7。 图7:单晶颗粒尺寸统计及分布图 04大小二次球识别 除此之外,汇鸿LIBMAS还可以精准识别图像上所有大二次球颗粒与小颗粒,根据面积判断计算大颗粒与小颗粒分布的均匀性。如图8、9。图9:大小二次球颗粒分布均匀性统计05隔膜孔隙率统计 锂电池隔膜作为锂电池的重要组成部分,是具有纳米级微孔结构的高分子功能材料,其主要功能是防止两极接触而发生短路,同时使电解质离子通过。相关研究证实,隔膜的微孔孔径分布越均匀,电池的电性能越优异。 孔径的分布主要采用扫描电子显微镜( SEM) 进行观测,但仅靠肉眼观测图片,对孔隙率的表征存在一定误差且效率低下。因此,若要更准确形象地获得材料的孔隙率,需要将图像处理软件与SEM 结合,以实现隔膜孔隙分布及其定量分析的需求。图10:隔膜孔隙识别及孔隙率统计 汇鸿LIBMAS可以快速获取隔膜的孔隙率信息,检测隔膜孔隙率、孔隙直径及纤维直径并统计分析,从而形象地描述隔膜表面的结构细节,提高锂电池隔膜孔隙率评定的准确性,如图10、11。 图11:隔膜孔隙率统计结果及孔隙面积分布图 针对锂电行业的特殊需求,汇鸿智能科技开发了一整套智能化锂离子电池材料分析系统。汇鸿智能科技公司是一家国际前沿微观AI图像分析生态平台开发公司,以“AI 即专家”为使命, 驱动AI技术,加速实验室智能化升级,构建实验室全场景智慧,为工业分析和质量控制赋能。
  • 约稿|锂离子电池显微智能分析解决方案全解析
    为帮助广大材料领域科研工作者了解前沿表征与检测技术,解决材料表征与检测技术难题,开展相关表征与检测工作,仪器信息网广泛向业内技术专家、仪器厂商约稿,并整理相关学术文章和讲座视频,以期对材料表征技术进行全面的介绍和综述。相关内容将收录至【材料表征与检测技术盘点】专题,并在仪器信息网平台全渠道推送,后续还将把干货整理成册,以供更多人士阅读。征稿活动进行中,欢迎来稿,征稿活动详情点击:【材料表征与检测技术盘点】专题:https://www.instrument.com.cn/zt/CLBZ以下为欧波同集团供稿,以飨读者:欧波同锂离子电池显微智能分析解决方案锂离子电池因其清洁、能量密度高、循环性能好等优点广泛应用于我们的日常生活中。尤其是近年来, 新能源汽车、储能电站的快速发展, 锂离子电池的用量超乎想象,一台新能源汽车集成了几千个电池,达几百公斤,巨量的电池集中在一起,安全问题就尤为重要。近年来锂电池电动车、汽车和储能电站均发生过燃爆事故,因此,锂电池质量、安全等方面的研究越来越被人们重视,对锂电池的质检技术也提出了更高的要求,这涵盖了正负极材料、隔膜、铜箔、铝箔,甚至外包装材料。欧波同集团长期从事光镜、电镜领域的微观分析工作,通过和广大客户的交流,我们发现现在客户的微分析存在效率低、人的主观因素影响大、非标准化等问题,为此我们成立了汇鸿科技公司,利用智能化软件实现显微分析的自动化、标准化。1、 锂离子电池材料显微智能分析系统(LIBMAS)锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为电极材料电池的总称,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。由于材料加工过程中的缺陷,锂电池在使用或储存过程中仍会出现一定概率的失效[1],例如,多孔电极在充放电过程中发生体积膨胀和收缩,导致颗粒逐渐出现裂纹,这些裂纹沿着原有缺陷萌生和扩展,最终导致材料出现机械断裂和电极结构解体,造成电极材料粉化。这些材料的失效严重降低了锂电池的使用性能,影响其使用的可靠性和安全性。图一:汇鸿锂离子电池显微智能分析系统针对锂电池使用过程中产生的各种失效问题,汇鸿智能科技为客户量身定制了专属软件,满足客户所有需求,采用先进AI技术及图像处理技术,可快速准确进行单晶团聚识别、开裂球识别、二次球颗粒分布均匀性判断、截面孔隙统计、隔膜孔隙统计等锂电池材料分析。1) 开裂球识别:通常在制备三元正极材料时,采用共沉淀法[2]使纳米级一次粒子团聚堆积成球形二次粒子,但这种堆积结构容易形成裂纹,导致电池性能衰减。图二:软件智能区分开裂球和普通球通过汇鸿LIBMAS,可快速统计并计算开裂球占比,获得开裂球裂缝信息,从而改善工艺条件,如图二。正极颗粒内部通常是二次球颗粒形成的多晶结构,我们将二次球颗粒抛开,发现循环充放电后的颗粒截面出现大量裂痕,如图三。使用LIBMAS对截面孔隙进行识别,快速获得截面孔隙结果。图三:二次球截面孔隙识别2)团聚体颗粒识别:正极三元颗粒通常需要在高温纯氧下进行烧结,烧结而成的三元产品一般具有典型的团聚体形貌,即由粒径约几百纳米的一次粒子组成的,在几个到十几个微米之间的二次球颗粒。以往采用人工统计分析,需要在SEM成像后,手动逐个测量,工作量大,而且存在人为测量的误差;采用汇鸿智能分析软件,则可以一键操作,简化流程,在最短的时间内快速获得标准化的统计结果,如图四。图四:一次颗粒团聚形成的二次球颗粒识别电极材料的颗粒尺寸影响电池的容量、倍率性能和循环性能[3]。小尺寸颗粒可以缩短锂离子固相扩散路径,内部多孔颗粒可以提供更多的锂离子迁移通道。但是粒径过小会导致库仑效率和充填密度低下,影响整体电池的容量。通过汇鸿LIBMAS可高效识别一次颗粒大小(长、宽、周长、面积等)以及分布情况,如图五。图五:软件自动区分团聚颗粒及团聚颗粒截面3)单晶颗粒识别:相对于单独的纳米粒子,团聚体颗粒具有比表面积小,颗粒流动性好,压实密度高和电极浆料可加工性好等优点。然而在团聚体反复充放电过程中,电极不断膨胀和收缩,内部颗粒十分容易破碎。相比易产生颗粒粉碎的多晶正极材料,许多研究[4,5]已经开始从晶体结构本身出发,探究单晶三元正极材料的性能,结果表明单晶三元具有更好的机械强度,从而抑制颗粒破碎,在高温循环方面也具有更好的热稳定性。诸如此类的研究都需要准确识别出单晶颗粒及其内部分布情况,汇鸿科技LIBMAS可以自动识别团聚颗粒中轮廓清晰的单晶颗粒,并测量、统计其直径,如图六。图六:单晶颗粒的识别4)大小二次球识别:除此之外,汇鸿LIBMAS还可以精准识别图像上所有大二次球颗粒与小颗粒,根据面积判断计算大颗粒与小颗粒分布的均匀性。如图八。图八:大小二次球颗粒分布均匀性识别和统计5)隔膜孔隙率统计:锂电池隔膜作为锂电池的重要组成部分,是具有纳米级微孔结构的高分子功能材料,其主要功能是防止两极接触而发生短路,同时使电解质离子通过。相关研究证实[6],隔膜的微孔孔径分布越均匀,电池的电性能越优异。孔径的分布主要采用扫描电子显微镜( SEM) 进行观测,但仅靠肉眼观测图片,对孔隙率的表征存在一定误差且效率低下。因此,若要更准确形象地获得材料的孔隙率,需要将图像处理软件与SEM 结合,以实现隔膜孔隙分布及其定量分析的需求。图九:隔膜孔隙识别及孔隙率统计汇鸿LIBMAS可以快速获取隔膜的孔隙率信息,检测隔膜孔隙率、孔隙直径及纤维直径并统计分析,从而形象地描述隔膜表面的结构细节,提高锂电池隔膜孔隙率评定的准确性,如图九。二、锂离子电池异物分析系统(LIBIAS)目前行业对锂电正极材料中金属及磁性异物的分类主要有以下三个方面:金属及非金属大颗粒、磁性异物、Cu/Zn单质[7]。异物引入的方式有原材料带入和制造过程中产生。为了有效控制锂离子电池正负极材料中非金属/金属/磁性异物的含量,一般会使用专业的设备与软件对初筛后的原材料中异物颗粒进行形貌与成分统计。行业内以往使用光镜或手动测量的方法,然而这些传统检测方式往往在数据结果的准确性、全面性、一致性上有或多或少的不足,给精确检测带来比较大的挑战。目前,锂电池材料中异物颗粒的检测主要面临的问题有:1)异物来源广、溯源难,2)数据量大、费时费力,3)颗粒易团聚、识别难度高。图一:同一颗粒分别在光学显微镜(左)、电子显微镜(右)下的图像及EDS能谱识别颗粒主要成分为Fe图二:电镜图像下滤膜上所有颗粒分布情况图三:滤膜上的颗粒团聚现象针对传统软件的不足,欧波同集团旗下的汇鸿科技公司开发了“锂离子电池异物分析系统”(LIBIAS)。这是集准确、高效和易操作功能为一体的全自动清洁度分析系统,可以实现高清BSE图像采集拍摄和图像处理、元素定量测试等功能。包括:1)简易上手的测试程序,2)开放的标准库编辑系统,3)一键生成对应报告图表。图四:颗粒类型占比饼状图(左),三元统计相图(右)汇鸿智能科技是一家专注于工业领域微观智能图像分析应用解决方案服务商。以“坚持原创,用信息技术引领工业分析”为愿景,可以为用户提供全场景的锂电池智能化显微分析解决方案。汇鸿智能科技研发的”锂离子电池材料显微智能分析系统(LIBMAS)”和“锂离子电池异物分析系统(LIBIAS)”,将高分辨性能的扫描电镜与智能化的分析软件相结合,解决从锂电原材料,到正负极极片、隔膜,锂电清洁度全系列的锂离子电池相关分析,助力研究人员开发出性能更优越的锂电产品。参考文献:[1] Wang Qi-Yu, Wang Shuo, Zhou Ge, Zhang Jie-Nan, Zheng Jie-Yun, Yu Xi-Qian, Li Hong. Progress on the failure analysis of lithium battery. Acta Phys. Sin., 2018, 67(12): 128501. DOI: 10.7498/aps.67.20180757.[2] Synthetic optimization of spherical Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2 prepared by a carbonate co-precipitation method.DOI:10.1016/j.powtec.2009.12.002[3] 杨绍斌,梁正. 锂离子电池制造工艺原理与应用[M].[4] Reversible planar gliding and microcracking in a single-crystalline Ni-rich cathode.DOI:10.1126/science.abc3167[5] 肖建伟, 刘良彬, 符泽卫, 等. 单晶LiNixCoyMn1-x-yO2 三元正极材料研究进展[J]. 电池工业, 2017, 21(2): 51-54.[6] 毛继勇,许汉良.锂离子电池用隔膜孔隙率对电池性能的影响[J].广州化工,2018,46(14) : 78-80.[7] 惠升,詹永丽,黎江.锂电正极材料金属及磁性异物过程控制的研究[J].世界有色金属,2021(17):166-168.作者:沈宁单位:欧波同个人简介:沈宁,OPTON创新研究中心BD工程师 ,硕士毕业于上海大学纳米化学与生物学研究所,主要研究方向为石墨烯量子点及其修饰物的应用,期间负责研究所内透射电镜/扫描电镜的使用,培训和维护,硕士期间参与发表四篇专利,两篇SCI学术论文。现负责欧波同集团锂电行业应用市场的开发,对设备选型、技术应用、市场需求有着丰富的经验。
  • Delta德尔塔仪器告诉您——如何才能杜绝电动自行车电池自燃
    5月10日晚上,成都市丛树家园小区一电梯内电瓶车起火,导致包括一名婴儿在内的多人烧伤视频在网上传播后,牵动人心。 电梯监控视频显示,10日19时33分,一男子乘电梯下楼,随后电梯停在某层楼,一名妇女怀抱着一名婴儿进入电梯,电梯继续下行。19时34分23秒,电梯再次停下,一男子推着一辆电瓶车进入电梯,身后还有一名双手提着物品的男子也紧跟进入。19时34分34秒,就在电梯门关闭瞬间,一秒钟时间不到电瓶车底部突然冒起浓烟,瞬间闪起了火光,电梯内迅速被火光和浓烟覆盖。视频显示,冒烟发生同时,推电瓶车的男子迅速伸手按了一下电梯开关。事发时,电梯内有4名大人和1名幼儿。对此很多网友表示,坚决反对电瓶车上楼! 对于网友的评论,我有不同的看法,作为主动方面,禁止电动自行车车进入电梯确实是可行的,但我们不能一昧的谴责推电动自行车进入电梯的男子,却往往忽略了z大的危害源头是电动自行车的电池。电动自行车是为了方便市民的工具,而不是成为大家“闻风丧胆”、相互嫌弃的工具。只有生产厂家按照国家的标准,做好安全检测才投放到市场,这才是遏制电动自行车电池自燃最有效的方法。由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准的GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》国家标准于2018年12月28日正式发布,将于2019年07月01日正式实施,该标准对推动电动自行车用锂离子电池综合标准化工作及电动自行车锂离子电池推广应用具有重要意义和作用,同时也为电动车用锂离子电池领出了一条健康、可持续发展的道路。 Delta德尔塔仪器专业致力于GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》的研发和定制,可为客户提供锂电池安全检测实验室整体打包、一站式交钥匙工程服务。客户只需要提供试验场地,其他的交给我们为您搞定! (电动自行车锂电池安全测试系统综合交钥匙工程)《电动自行车用锂离子蓄电池》(GB/T 36972-2018)检测设备推荐清单序号测试项目本标准条款关键设备设名称辅助功能/引用标准能力说明要求试验方法1. I2(A)放电5.2.16.2.1① 电池充放电测试系统(60V/30A)(推荐型号:GS-CT60V/30A)② 过充过放防爆试验箱(4箱式)(推荐型号:GS-MST940)1) 可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压;2) 防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。2. 充电6.2.1.13. 放电6.2.1.24. 2I2(A)放电5.2.26.2.25. 低温放电5.2.36.2.3① 电池充放电测试系统(60V/30A)(推荐型号:GS-CT6030)② 高低温冲击试验箱(-40℃~150℃)(推荐型号:GS-THE8002)③ 过充过放防爆试验箱(4箱式)(推荐型号:GS-MST940)1)可选配充放电测试通道数和电流、电压;2)可选配高低温试验箱内箱容积和温度范围;3)防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。6. 高温放电5.2.46.2.47. 荷电保持能力及荷电恢复能力5.2.56.2.5① 电池充放电测试系统(60V/30A)(推荐型号:GS-CT6030)② 恒温恒湿试验箱(-40℃~150℃)(推荐型号:GS-THK6008)③ 过充过放防爆试验箱(4箱式)(推荐型号:GS-MST940)1)可选配充放电测试通道数和电流、电压;2)可选配恒温箱内箱容积和温度、湿度范围;3)防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。8. 荷电保持能力6.2.5.19. 荷电恢复能力6.2.5.210. 长期贮存后荷电恢复能力5.2.66.2.611. 循环寿命5.2.76.2.712. 内阻5.2.86.2.8① 电池内阻测试仪(推荐型号:HK3561R)② 恒温恒湿试验箱(-40℃~150℃)(推荐型号:GS-THK6008)可选配恒温箱内箱容积和温度、湿度范围。13. 过充电5.3.26.3.2① 电池充放电测试系统(60V/30A)(推荐型号:GS-CT60V/30A)② 过充过放防爆试验箱(4箱式)(推荐型号:GS-MST940)1)可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压;2)防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。14. 强制放电5.3.36.3.315.外部短路5.3.46.3.4① 外部短路试验机(3000A)(推荐型号:GS-MST920)可选配常温外部短路和高温外部短路16.挤压5.3.56.3.5① 电池挤压试验机(0-35KN)(推荐型号:GS-MST930)1) 可选配挤压+针刺(穿刺试验)功能;2) 可选配红外摄像监控系统、自动灭火器装置、废气回收净化装置。17.机械冲击5.3.66.3.6① 机械冲击试验机(600g)(推荐型号:GS-MST980)可选配峰值加速度和试验负载18.振动5.3.76.3.7① 电磁振动试验机(0~400Hz)(推荐型号:GS-MST970)X,Y,Z三轴向振动;可选配振动频率、振幅范围及试验负载。19.自由跌落5.3.86.3.8① 电池跌落试验机(定向X,Y,Z)(推荐型号:GS-MST960)X/Y/Z定向跌落;可选配热成像相机、自动灭火器装置。20.低气压5.3.96.3.9① 高空低气压试验箱(11.6KPa)(推荐型号:GS-MST950)可选配试验箱体积(内容积)21.高低温冲击5.3.106.3.10①高低温冲击试验箱(-40℃~150℃)(推荐型号:GS-THE8002)可选配高低温试验箱内箱容积和温度范围22.浸水5.3.116.3.11① 电池水浸泡试验箱(推荐型号:GS-MST10)可选配实验水箱容积及温度控制范围23.过充电保护5.4.26.4.2① 电池充放电测试系统(60V/30A)(推荐型号:GS-CT60V/30A)② 过充过放防爆试验箱(4箱式)(推荐型号:GS-MST940)1)可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压;2)防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。24.过放电保护5.4.36.4.325.短路保护5.4.46.4.4① 外部短路试验机(3000A)(推荐型号:GS-MST920)可选配常温外部短路和高温外部短路26.放电过流保护5.4.56.4.5① 电池充放电测试系统(60V/30A)(推荐型号:GS-CT60V/30A)② 过充过放防爆试验箱(4箱式)(推荐型号:GS-MST940)1)可选配充放电测试通道数和测试额定电流、电压;2)防爆箱标配防爆泄压口、强力排风扇、补风口、可移动式地脚。27.静电放电5.4.66.4.6 ① 静电放电发生器(20kV)(推荐型号:ESD61002TA)引用标准:GB/T 17626.2-200628.模制壳体应力5.5.16.5.1① 恒温恒湿试验箱(-40℃~150℃)(推荐型号:GS-THK6008)可选配恒温箱内箱容积和温度、湿度范围。29.壳体承受压力5.5.26.5.2① 电池壳体抗压试验装置(推荐型号:GS-KYL503)试验压力:250N30.壳体阻燃性5.5.36.5.3①水平垂直燃烧试验机(PLC+触摸屏)(推荐型号:GS-HUVL90)引用标准:GB/T 5169.16-201731.外形尺寸5.6.16.6.1① 游标卡尺(推荐型号:0-300mm)选配指针式/数显,测量量程可选32.充放电接口5.6.26.6.2目检引用标准:QB/T 442833.外观5.6.36.6.3目检/34.极性标志5.6.46.6.4酒精耐磨试验机(推荐型号:GS-YCR02)/合计需要仪器数量:约18台(国家纳米科学中心——锂电池实验室交付现场图片)设备已经成功运用到各大专业测试机构和生产厂家提供服务。第三方检测机构例如:广州SGS通标实验室,上海天祥ITS实验室,昆山出入境技术检验中心,广东质检院,深圳计量院,福建质检院(马尾基地),东莞标检产品检测有限公司(STC),各大企业例如:爱玛电动车,绿源电动车,喜德盛电动车等生产厂家品质研发部,深受客户好评。未来,Delta德尔塔仪器将持续用高品质的产品和服务,为电动自行车和电动助力车行业的发展添砖加瓦,为市民便捷出行、公共交通领域保驾护航,让人们生活的更加安全、舒适、和谐。张工yi八1,28零28677(WX同号)
  • 动力电池安全性能检测实验室场地建设规划条件
    p   近年来,随着新能源政策的利好和社会资本的涌入,新能源行业特别是动力电池制造企业如雨后春笋般不断生长。怎么建设和规划好一个全新的新能源锂电池检测实验室是许多新能源制造关联企业的痛点。新能源锂电池实验室不同于其他家用电器、灯具照明或汽车电子产品实验,由于锂电池在试验过程存在的不确定性和危险性,锂电池可能会产生有毒有害废气、冒烟、明火、甚至出现爆炸、溶液飞溅等情况,这些问题可能导致环境空气污染、设备损坏、实验人员受伤,甚至对人身财产造成巨大损失。因此,无论锂电池试验室规模大小,都有必要在新能源电池实验室的场地建设,设备购置,以及日常的运营成本给予充分的重视和了解。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/b5a6c188-4150-44ec-aebe-786d32141b2b.jpg" / /p p strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) "   span style=" color: rgb(84, 141, 212) "   span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 一、(规划)锂电池实验室设计依据及设备部署: /span /span /span /strong /p p    strong 1、依据标准规范: /strong /p p   满足GB/T 32146.2-2015《检验检测实验室设计与建设技术要求 第2部分:电气实验室》标准规范要求设计。 /p p   实验室主要用于锂电池强制性安全检查试验,提供稳定可靠的环境条件。为了评估电池在存储、运输、误用和滥用等情况下,是否会引发过热、明火、爆炸、有害气体溢出、人员安全等情况,由此应运而生的电池安全检测标准有:国际标准(IEC 62660、IEC62133)、欧盟标准(EN62133、EN60086)、中国标准(GB31241-2014)、美国标准(SAE UL)、日本标准(JIS),针对新能源锂电池应用较为广泛的标准是UN 38.3、GB/T31467.3-2015、GB/T 31485-2015、SAND 2005-3123、UL1642、UL2054、UL2580、JIS C 8711、JIS C8714、JIS C 87115、ISO 16750、ISO 12405、SAE J2464。电池标准针对的检测项目,大体可分为电性能适应性、机械适应性和环境适应性测试三大类的检测。 /p p   1)电性能适应性:包括电池工况容量、各种倍率的充放电性能、过充性能、过放性能、短路性能、绝缘性能、自放电特性、电性能寿命等。其中过充、过放、短路的实验过程风险较大,可能会存在明火爆炸等剧烈现场。 /p p   2)机械适应性:加速度冲击、机械振动、模拟碰撞冲击、重物冲击、自由跌落、电池包翻转、洗涤试验、挤压和钢针穿刺等。其中钢针针刺和挤压的实验过程风险较大,可能会存在明火爆炸等剧烈现场。 /p p   3)环境适应性:热滥用(热冲击)、温湿度循环、高低温循环、冷热冲击、温度骤变、真空负压测试、盐雾试验、浸水试验、海水浸泡和明火焚烧等。其中明火焚烧实验过程风险较大,可能会存在爆炸的情况。 /p p    strong 2、(规划)锂电池实验室设备布局: /strong /p p   在实验室建设初期规划实验室,既可以降低实验操作风险,同时也能系统的形成检测能力,通常具有完整测试能力的电池检测实验室,可规划成如下功能分区: /p p   1)电性能检测区,此区域主要涉及的仪器是充放电机柜、内阻测试仪、绝缘强度测试仪、绝缘电阻测试仪、数据采集设备等,由于电池的实测容量与测试温度有关,因此应对此区域的温度、湿度进行控制。 /p p   2)机械性能测试区,此区域主要涉及的仪器包括充放电机柜、振动试验台、冲击碰撞试验台、翻转试验台、三综合实验台,由于设备质量重、体积大、噪音大,且部分检测设备需要下挖,因此此区域多放置在一楼,做好隔音和隔震措施。 /p p   3)环境测试区,此区域主要完成温度、湿度、老化、热分析等实验,涉及的仪器包括充放电机柜、高低温箱、负压箱、温湿度实验箱、热分析仪、数据采集设备等,此区域需要24h连续长时间工作,因此容易出现麻痹大意导致安全事故。 /p p   4)辅助功能区,可根据实际需要进行配置,包括样品室(放置测试前后的电池样品)、库房(放置闲置线缆、工具等)、办公室、会议室、休息区等。样品室存放电池样品,需要频繁检查电池状态。 /p p   5)电池安全测试区,此区域开展的测试均带有危险性,包括样品不成熟导致的风险以及测试本身的风险,包括的测试项目:跌落、针刺、挤压、燃烧、过充、过放、短路、浸水、海水浸泡、高温充放电等项目,涉及的设备包括充放电机柜、跌落试验台、针刺试验机、挤压试验机、燃烧试验机、短路试验机、浸泡设备、高温箱等。由于此区域着火爆炸概率较高,因此需要建设行之有效的尾气排放和处理措施,以避免对环境的影响。 /p p    strong 注意:GB/T 31467.3-2015(电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分安全性要求与测试方法)以及GB/T 31485-2015(电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法)标准部分试验项目适用。 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 二、(规划)锂电池实验室测试程序: /strong /span /p p    strong 1. 电池材料检测 /strong /p p   电池材料的测试主要为材料的组成、结构、性能测试,所有测试过程都不涉及任何化学处理步骤,均属于仪器分析,测试的全过程不产生对环境有害的物质。最终产生的废弃样品及未测试的多余样品均交还送检单位。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/f6c52bd6-dbf2-4a1a-887f-274ec60e8e5f.jpg" / /p p   工艺流程简述:称取电池材料—电池材料制样—上机分析—结果输出。 /p p    strong 2、电池单体常规测试、电性能、安全性能和失效性能、可靠性检测 /strong /p p   电池单体常规测试包括外观、极性、尺寸和质量,涉及到目检、电压表检测、量具和衡器检测手段,四种测试项目都不涉及任何化学处理步骤,均不产生任何环境有害物质。电池单体电性能测试包括放电容量、倍率、循环寿命,涉及到的设备有电池充放电性能测试仪和电池模块充放电性能测试仪,以上两种设备基于电化学原理进行检测,都不涉及任何化学处理步骤,测试过程中不产生任何环境有害物质。 /p p   电池单体安全性能测试包括过充、过放、短路、跌落、高低温、针刺、挤压多项,涉及到针刺机、挤压机、跌落台、高低温箱和过充过放专用设备,所有的测试项目都在专用测试设备内执行,同时操作人员按照国标要求配备有严格的防护措施,测试过程都不涉及任何化学处理步骤。测试结束后产生的失效电池交由送检单位回收处理,对环境不产生影响。电池单体可靠性测试主要包括循环寿命、不同倍率放电特性、不同温度放电特性、充电特性、自放电特性、不同温度自放电特性、存贮特性、过放电特性、不同温度内阻特性、高温测试、温度循环测试、跌落测试、振动测试、容量分布测试等,以上测试涉及到的设备主要为电性能测试仪和部分安全性测试设备,电化学性能测试设备基于电化学原理对电池进行电性能检测,测试过程都不涉及任何化学处理步骤, 不产生化学反应,不产生对环境有害的物质。 /p p   电池单体失效分析和电池模型分析在上述可靠性检测、安全性检测、常规检测及化学组成检测等基础上开展,检测过程都不涉及任何化学处理步骤,不产生化学反应。对环境不造成污染。 /p p   工艺流程简述:电池单体试样遴选—电池试样连接检测设备—设备自动检测—数据输出。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/cc2f2757-c359-499b-b8d0-caf36db2fe17.jpg" / /p p    strong 3. 电池模块常规测试、电性能、安全性能和失效性能、可靠性检测 /strong /p p   电池模块常规测试包括外观、极性、尺寸和质量,涉及到目检、电压表检测、量具和衡器检测手段,四种测试项目都不涉及任何化学处理步骤,均不产生任何环境有害物质。电池模块电性能测试包括放电容量、倍率、循环寿命,涉及到的设备有电池充放电性能测试仪和电池模块充放电性能测试仪,以上两种设备基于电化学原理进行检测,都不涉及任何化学处理步骤,测试过程中不产生任何环境有害物质。 /p p   电池模块安全性能测试包括过充、过放、短路、跌落、高低温、针刺、挤压多项,涉及到针刺机、挤压机、跌落台、高低温箱和过充过放专用设备,所有的测试项目都在专用测试设备内执行,同时操作人员按照国标要求配备有严格的防护措施,测试过程都不涉及任何化学处理步骤。测试结束后产生的失效电池模块交由送检单位回收处理,对环境不产生影响。电池模块可靠性测试主要包括循环寿命、不同倍率放电特性、不同温度放电特性、充电特性、自放电特性、不同温度自放电特性、存贮特性、过放电特性、不同温度内阻特性、高温测试、温度循环测试、跌落测试 、振动测试、容量分布测试等,以上测试涉及到的设备主要为电性能测试仪和部分安全性测试设备,电化学性能测试设备基于电化学原理对电池进行电性能检测,测试过程都不涉及任何化学处理步骤, 不产生化学反应,不产生对环境有害的物质。 /p p   电池模块失效分析和电池模型分析在上述可靠性检测、安全性检测、常规检测及化学组成检测等基础上开展,检测过程都不涉及任何化学处理步骤,不产生化学反应。对环境不造成污染。 /p p   工艺流程简述:电池模块试样遴选—电池模块试样连接检测设备—设备自动检测—数据输出。 /p p img title=" 4.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/b7a7a4dd-b45a-46cf-bc6f-1964c0ab31ef.jpg" / /p p    strong 4. 电池系统常规性能、电性能、安全性能和失效性能检测、可靠性检测 /strong /p p   电池系统常规测试包括外观、极性、尺寸和质量,涉及到目检、电压表检测、量具和衡器检测手段,四种测试项目都不涉及任何化学处理步骤,均不产生任何环境有害物质。电池系统电性能测试包括放电容量、倍率、循环寿命,涉及到的设备有电池充放电性能测试仪和电池模块充放电性能测试仪,以上两种设备基于电化学原理进行检测,都不涉及任何化学处理步骤,测试过程中不产生任何环境有害物质。 /p p   电池系统安全性能测试包括过充、过放、短路、跌落、高低温、针刺、挤压多项,涉及到针刺机、挤压机、跌落台、高低温箱和过充过放专用设备,所有的测试项目都在专用测试设备内执行,同时操作人员按照国标要求配备有严格的防护措施,测试过程都不涉及任何化学处理步骤。测试结束后产生的失效电池系统交由送检单位回收处理,对环境不产生影响。电池系统可靠性测试主要包括循环寿命、不同倍率放电特性、不同温度放电特性、充电特性、自放电特性、不同温度自放电特性、存贮特性、过放电特性、不同温度内阻特性、高温测试、温度循环测试、跌落测试、振动测试、容量分布测试等,以上测试涉及到的设备主要为电性能测试仪和部分安全性测试设备,电化学性能测试设备基于电化学原理对电池进行电性能检测,测试过程都不涉及任何化学处理步骤, 不产生化学反应,不产生对环境有害的物质。 /p p   电池系统失效分析和电池模型分析在上述可靠性检测、安全性检测、常规检测及化学组成检测等基础上开展,检测过程都不涉及任何化学处理步骤,不产生化学反应。对环境不造成污染。 /p p   工艺流程简述:电池系统试样遴选—电池系统试样连接检测设备—设备自动检测—数据输出。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/b6ae167e-9e9b-439b-8098-99f7fc7e2f3f.jpg" / /p p    strong 5、(温馨提示) 由于新能源锂电池能量高度集中,且密集安装,因此即便是正常的试验测试(如各种充放电性能、高空模拟),也可能因误操作导致危险,下面列举新能源锂电池存在的潜在风险: /strong /p p   1)着火、燃烧、爆炸 /p p   磷酸铁锂电池在电解液中添加过充添加剂非水有机体系的电解液具有低燃点的易燃性质,它在温度升高的密闭电池体系内极易和充放电过程中非常活跃的电极材料发生一连串催化放热反应,从而引起热失控。同时电解液和电极材料之间的副反应伴有气体产生,当电池内压力达到设定的阀值,泄爆阀开启,并伴随气体泄放。如果电池内部集聚温度过高,与空气种的氧气的接触的情况下引起有机电解液的燃烧,最终导致电池的爆炸。 /p p   电池检测中的各种滥用实验的实质,是通过各种手段使电池发生外部短路或内部短路,引起正负材料和电解液的直接反应,电池温度急剧升高。电池的散热性和压力的释放能量决定了电池着火、燃烧或爆炸。对实验现场的着火、燃烧、爆炸的防护,重点是保证试验现场压力要有足够的释放空间,防止燃烧扩展和压力的突然释放,可采取加固防爆壳体、快速压力泄放、通过多传感器融合技术进行预警检测,以实现不爆炸货弱能量的反应。 /p p   2)有毒气体的排放 /p p   由于电解液含有有机溶剂,在安全检测过程中,电解液的高温气化导致有毒气体的排放,通常有毒气体是通过电池泄爆阀打开后溢出,其气味刺激。当被测样品是大功率的新能源电池时,有毒气体的含量较多,且成分更为复杂,其排放问题更要注意,UL 2580规定了有毒气体释放量的检测要求。有毒气体的排放的防护重点,是加装有害气体检测传感器监测有害气体含量,加装抽风装置或无害化处理装置将有毒气体抽离实验室,避免操作人员与有害气体的接触。 /p p   3)漏液的污染性 /p p   电池在检测过程中容易出现漏液,漏液会腐蚀设备和测试台的外表面。应加倍关注富液设计电池的这种危害。因此无论是在有意破坏的漏液,或是实验过程意外泄露,都应该关注人员防护、设备防护和测试环境防护。其防护重点是通过严格操作流程管理和规范,将漏液的腐蚀侵害降至最低。 /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 三、(规划)锂电池实验室——通风系统特点: /strong /span /p p   1、因锂电池在做破坏性测试时可能会产生大量的烟雾或者燃烧废气,需要考虑到通风环保设施要求 系统所作用的通风设备较复杂,流量较大。通风设备在工作期间可根据实际须要控制使用数量,风机负载随通风设备增减而变化。 /p p   2、系统控制采用各实验室布点控制,即利用同系统的各通风设备的电动调风阀或在附近设置信号开关,利用电动调风阀或信号开关输送信号远距离控制风机启停。采用电动调风阀对通风设备进行流量调节。 /p p   3、采用在风机入口处加装消声器的方式对通风系统进行噪声处理,对于电机功率小于4KW,A式传动的风机采用橡胶减振,对于电机功率大于4KW,C式传动的风机采用阻尼弹簧减振器减振。 /p p   4、因应节能要求及实际需要,对全面排风系统P1及局部排风系统P3、P4、P5、P6系统功率≥4KW的通风系统采用变风量变频控制系统控制。节约电能同时也可大大延长风机使用寿命。 /p p   5、因应现代环保要求,根据废气类别对P4、P5、P6系统的排气采用酸雾净化塔、活性炭干附等进行环保治理。 /p p   6、实验室的通风换气次数取每小时10~20次。 /p p   7、支管内风速取6~12m/s,干管内风速取8~14 m/s。 /p p   8、通风设备设计风量:单台1800*800*2350mm排毒柜设计排风量:1400~2100CMH 单台1500*800*2350mm排毒柜设计排风量:1100~1700CMH 单台500*500mm原子吸收罩设计排风量:800~1300CMH 单台万向排烟罩设计排风量 180~300CMH。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 四、(规划)锂电池实验室——内部装饰 /span /strong /p p    strong 1、天花 /strong /p p   (1)实验室、办公室天花采用轻钢龙骨吊600*600mm的铝合金扣板天花。 /p p   (2)结合通风和机电要求,实验室天花选用铝合金扣板天花可以大幅度降低通风和机电施工难度和强度,也利于日后的正常维护和检修。 /p p   (3)实验室天花采用铝合金扣板天花美观,大方,无污染,还可以搭配其他一体化装修完成整个装修工程。 /p p   (4)实验室天花采用铝合金扣板天花可以有效的防霉、防潮。 /p p   (5)洁净室采用彩钢板天花板。 /p p    strong 2、地面 /strong /p p   (1)实验室地面按照甲方要求保留原有抛光砖地面600*600mm。 /p p   (2)抛光砖技术成熟,整洁,美观,灰缝小,易于清洁。 /p p   (3)在装修过程中,抛光砖的铺设最适合于办公场所。 /p p   (4)抛光砖可承受多人办公场所的磨损,维护后不变色不需打蜡抛光等繁复操作。 /p p   (5)洗涤室利用原有地面,节约成本。 /p p   (6)优质防滑地砖可以有效杜绝液积留在地板上对实验室工作人员造成的不便。 /p p    strong 3、墙体 /strong /p p   (1)新砌墙身采用轻质砖砌180mm厚砖墙,双面批荡面贴500*500抛光砖。 /p p   (2)采用其他墙体全部贴500*500抛光砖 /p p   (3 走廊用12mm厚钢化玻璃做玻璃隔墙,踢脚线材质选用抛光砖。 /p p   (4)采用玻璃间隔的设计使得开放式实验成为一种可能。 /p p   (5)采用玻璃间隔的设计令人视野开阔,整体实验室洁净、明亮。 /p p    strong 4、门窗 /strong /p p   (1)实验室统一采用12mm厚钢化玻璃地弹簧门,增加实验室通透性。按照规划设计要求,分为900*2100mm、1200*2100mm、1500*2100 mm三种规格,根据具体情况,洁净室的门为800*2100 mm。 /p p   (2)实验室主通道入口用1500*2100mm钢化玻璃双开门,外加电脑磁卡感应门锁(配10张卡)。 /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 四、(建议)锂电池实验室注意事项: /strong /span /p p   实验室设计之初就应该全面性的考虑到被测试锂电池出现爆炸、燃烧、漏液等问题。 /p p    strong 1.爆炸前预警: /strong 由于电池起火爆炸前会有很大的变化,可以传感器充分检测指标达到爆炸前预警的目的。这些变化包括——温度升高、电流突然增大、泄爆阀打开、有害气体溢出等,其中温度和电流是预警的重要指标,对相同规格的电池具有相似的指标,通过概率分布可形成较好的爆炸预测。 /p p    strong 2.爆炸过程控制: /strong 电池连锁爆炸是爆炸过程控制的重点,通过切断电流回路、降低爆炸现场温度、阻断燃烧路径、撤离着火源头等方式,其中以切断电流回路和干冰灭火方式最为有效。既能起到控制火情,同时也保留了测试样品。 /p p    strong 3.污染物可回收: /strong 污染物包括固态污染物和气体污染,通过电池回收罐收集固态污染物回收时,要避免二次危险。有害气体的回收成本非常高昂,可根据实际情况酌情处理。 /p p    strong 4.试验室防爆系统: /strong 房间内安装2个传感探头。测试单元放置在室外可随时的监测试验室内的气体是否超标。报警系统分2级控制当第1级报警时启动声音报警,此时不切断电路。当浓度继续升高时达到2级报警时报警器自动打开风阀启动抽排风系统并切断实验室电源。防爆室内部采用1.2mm厚的钢板焊接而成,墙体可采用铝塑板或其他材料支撑,整改防爆室具有耐火、防止爆炸物飞出等功能。防爆门采用往里面推开的开门方式,必须具有防止冲击波导致开门的问题,门上配置有防爆玻璃观察窗,并且窗上焊接有铁柱防止玻璃破裂。防爆室上空设置有铁制的通风管道,其作用有二 1、当有燃烧、烟雾时,开启风机抽风,2、主要用于泄放爆炸时的压力。因此通风管道需要做宽,建议尺寸不小于500mm× 600mm× 870000mm。 /p p    strong 5.每个防爆室配置有防爆灯,视频监控探头。 /strong 视频监控探头对准被测物位置。每个防爆室的底部设置有设备的连线门洞:100mm× 200mm 在高1000mm处也设置有直径500mm的连线门洞,门洞的里面一侧设置有钢铁挡板。防爆室作为样品储存室使用,并配置有小一匹分体式空调作为恒温,外墙配置有直径120mm的排气扇。里面配置有消防烟感探头。 /p p    strong 6.充放电区: /strong 设置有试验台,台面分有仪器操作位置和样品区,样品区四周及底面采用1.2mm不锈钢板焊接 前面设置有开门 上方开孔,用于泄放用。也可以在上方加装排气管道。样品区的侧面开有直径50mm的孔用于连接线。样品区可放置定做的防爆箱。 /p p    strong 7.消防要求: /strong 在人员操作区和样品区设置有消防烟感探头。 /p p    strong 8.视频监控要求: /strong 共用七个视频监控探头,五个用于防爆室,两个用于冲放电区,在防爆室外配置有视频监控显示器,可在测试过程中查看到里面情况,并具有连接内网功能,可便于在办公室查看具体情况。空调恒温功能:在人员操作区采用原来配置有的5匹空调,另外在A防爆室加装小一匹空调用于储存室。 /p p    strong 9.实验室噪音: /strong 实验室噪声源主要为测试设备、风机等设备运行时产生的噪声,其噪声值约为 50~75dB(A)之间。 /p p    strong 10.电气控制柜及电气连线,有永久性的标志,并与图纸相符,同时符合国家有关的标准。 /strong 设备供电采用三相五线制供电。可靠地保护人身安全。测试系统应增加电源切换开关,能够给各台位提供不同频率的电源(同时包括每台的一路市电供电。试验室有高温保护装置,具有过流、漏电保护、有保险丝。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 五、(规划)锂电池实验室水电要求: /span /strong /p p   1.配备电源:3Φ5W 380V,50/60Hz 总功率约130KVA /p p   2.独立地线:接地电阻≤4Ω /p p   3.给水:配管连接直径Φ20 水压≥0.15MPa,水质洁净无杂质 /p p   4.排水:配管连接直径Φ100。 /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 六、(设计)锂电池实验室测量系统精度: /strong /span /p p   1.所以控制值的准确度应在以下范围内 /p p   2.电压:± 1.0% /p p   3.电流:± 1.0% /p p   4.温度: ± 2℃ /p p   5.时间:± 1.0% /p p   6.尺寸:± 1.0% /p p   7.容量:± 1.0%。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 七、锂电池防爆实验室典型设计应用: /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " img title=" 6.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/99c27761-dfaf-494b-a3db-5c2355573e90.jpg" / /span /strong /p p style=" text-align: center " (锂电池实验室效果图) /p p style=" text-align: center " img title=" 7.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/cab6d5f4-6ae1-4329-ab4d-24dfb53560e9.jpg" / /p p style=" text-align: center " (测试系统综合交钥匙工程) /p p style=" text-align: center " img title=" 8.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/839110f4-dffb-4911-a168-6afd61901ad6.jpg" / /p p style=" text-align: center " (电池整体实验室正面) /p p style=" text-align: center " img title=" 9.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/d9e4888e-a8a8-465a-9cfc-f8526ff437aa.jpg" / /p p style=" text-align: center " (电池整体实验室背面) /p p    strong 作者:东莞市高升电子精密科技有限公司(DELTA德尔塔仪器) /strong /p
  • 第三届“锂离子电池热测试主题研讨会”暨新品发布会成功召开!
    2023年6月20日,由浙江浙仪控股集团有限公司主办,仰仪科技、之量科技承办的第三届“锂离子电池热测试主题研讨会”在杭州顺利举办。本次大会采取线上线下相结合的方式,邀请8位锂电池领域的专家学者围绕锂电池热失控机理、锂电池产气研究、锂电池热特性分析等行业热点话题开展主题演讲。线下100余位锂电池检测领域研究与应用专家、电池材料领域专家、电池储能技术专家、相关测试仪器技术专家莅临会议现场,同时近千名行业同仁通过维科网锂电、仪器信息网两大平台观看直播并展开热烈讨论。浙仪控股市场总监张伶俐在开场致辞中介绍了此次会议的背景与目的,希望大会作为锂电池热测试领域的沟通桥梁,助力行业经验共享,推动锂电池热安全及热管理技术的创新与突破。来自中国科学技术大学的王青松老师、广东工业大学的张国庆老师、重庆理工大学的林春景老师、国联汽车动力研究院有限责任公司的经理云凤玲、中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司的平台总监马小乐、广州能源检测研究院的主任工程师邵丹、浙仪应用研究院的负责人邱文泽、比亚迪股份有限公司的高级技术工程师姬曦威,多角度、多层次地分享了他们在锂电池领域的专业见解及技术成果,旨在推动锂电池行业向高能量密度、高安全性发展。浙仪应用研究院负责人邱文泽博士,发表了题为《绝热量热技术与锂电池热安全测试》的主题演讲,分享了锂电池绝热热失控测试的最新技术应用,并为即将亮相的新品留下悬念。会上,杭州仰仪科技有限公司正式推出BAC系列大型电池绝热量热仪。新品发布仪式由山东金特安全科技有限公司总经理姜仁龙、国家锂电池产品质量检验检测中心副主任鞠群、卡尔伯克技术服务有限公司总经理周健、重庆理工大学副教授林春景、浙江浙仪应用研究院负责人邱文泽共同启动。仰仪科技的孙昕禹工程师为现场嘉宾介绍BAC系列大型电池绝热量热仪的应用背景、技术优势、实验案例及功能参数。BAC系列突破传统ARC腔体体积小、耐压/保压能力弱的局限,将为大容量、高比能量电芯提供全新的热测试解决方案。BAC系列大型电池绝热量热仪拥有泄压型和密闭型2种技术路线选型,可容纳长边尺寸≤1500mm的所有电芯;其超大容积量热腔兼具优秀的温度稳定性、温度追踪速率、自放热检测灵敏度等。此外,系列还具备气体收集和压力测量、针刺测试、视频监控、充放电测试、比热容测试、气氛模拟和低温制冷等模块化功能,为锂电池热安全与热管理提供科学可靠的数据支持。除了BAC-420A、BAC-800A两款系列产品,会议现场还展示了差示扫描量热仪、小型电池绝热量热仪、电池等温量热仪、多相高温高压爆炸极限测定仪、3D热物性分析仪、两状态法热参数分析仪等多款仪器,吸引了与会嘉宾的关注。
  • 第三届“锂离子电池热测试主题研讨会”暨新品发布会成功召开
    2023年6月20日,由浙江浙仪控股集团有限公司主办,仰仪科技、之量科技承办的第三届“锂离子电池热测试主题研讨会”在杭州顺利举办。本次大会采取线上线下相结合的方式,邀请8位锂电池领域的专家学者围绕锂电池热失控机理、锂电池产气研究、锂电池热特性分析等行业热点话题开展主题演讲。线下100余位锂电池检测领域研究与应用专家、电池材料领域专家、电池储能技术专家、相关测试仪器技术专家莅临会议现场,同时近千名行业同仁通过维科网锂电、仪器信息网两大平台观看直播并展开热烈讨论。浙仪控股市场总监张伶俐在开场致辞中介绍了此次会议的背景与目的,希望大会作为锂电池热测试领域的沟通桥梁,助力行业经验共享,推动锂电池热安全及热管理技术的创新与突破。主题演讲来自中国科学技术大学的王青松老师、广东工业大学的张国庆老师、重庆理工大学的林春景老师、国联汽车动力研究院有限责任公司的经理云凤玲、中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司的平台总监马小乐、广州能源检测研究院的主任工程师邵丹、浙仪应用研究院的负责人邱文泽、比亚迪股份有限公司的高级技术工程师姬曦威,多角度、多层次地分享了各自在锂电池领域的专业见解及技术成果,旨在推动锂电池行业向高能量密度、高安全性发展。浙仪应用研究院负责人邱文泽博士,发表了题为《绝热量热技术与锂电池热安全测试》的主题演讲,分享了锂电池绝热热失控测试的最新技术应用,并为即将亮相的新品留下悬念。新品发布会上,仰仪科技正式推出BAC系列大型电池绝热量热仪。新品发布仪式由山东金特安全科技有限公司总经理姜仁龙、国家锂电池产品质量检验检测中心副主任鞠群、卡尔伯克技术服务有限公司总经理周健、重庆理工大学副教授林春景、浙江浙仪应用研究院负责人邱文泽共同启动。仰仪科技工程师孙昕禹为现场嘉宾介绍BAC系列大型电池绝热量热仪的应用背景、技术优势、实验案例及功能参数。BAC系列突破传统ARC腔体体积小、耐压/保压能力弱的局限,将为大容量、高比能量电芯提供全新的热测试解决方案。BAC系列大型电池绝热量热仪拥有泄压型和密闭型2种技术路线选型,可容纳长边尺寸≤1500mm的所有电芯;其超大容积量热腔兼备优秀的温度稳定性、温度追踪速率、自放热检测灵敏度等。此外,系列还具备气体收集和压力测量、针刺测试、视频监控、充放电测试、比热容测试、气氛模拟和低温制冷等模块化功能,为锂电池热安全与热管理提供科学可靠的数据支持。除了BAC-420A、BAC-800A两款系列产品,会议现场还展示了差示扫描量热仪、小型电池绝热量热仪、电池等温量热仪、多相高温高压爆炸极限测定仪、3D热物性分析仪、两状态法热参数分析仪等多款仪器,吸引了与会嘉宾的关注。活动回放——————————————————————————————————杭州仰仪科技有限公司成立于2006年,浙仪旗下实验室事业群成员,是专注于化工与新能源领域测试需求的国家高新技术企业。我们在温度测量与发生、测试容器制备、仪器集成与数据分析等核心技术上有深度积累,是化工领域测试仪器设备、解决方案的专业开发者。公司产品线主要有热分析与量热、理化参数测试、燃爆特性测试和化学品物理危险测试等,产品综合性能达到国际先进水平,在应急管理、货物运输、海关监管、市场监管、环境保护、高等院校、科研院所、大型企业及第三方检测等机构具有广泛应用且口碑良好。
  • 有“锂”走天下,兰格智能泵助力新能源锂电池行业
    最近,国内成品油价一直在变动,成为街头巷尾的谈资。与此同时,锂电池作为新能源汽车的动力来源行业也面临材料价格上涨,相关话题频上热搜。受益于新能源汽车行业飞速发展,锂电池新材料的研究也愈发火热。其中,全固态锂离子薄膜电池由于安全性更高等优点,日益受到重视。薄膜型全固态锂电池是在传统锂离子电池的基础上发展起来的一种新型结构的锂离子电池。其基本工作原理与传统锂离子电池类似,即在充电过程中Li+从正极薄膜脱出,经过电解质在负极薄膜发生还原反应;放电过程则相反。过程中电解质起着至关重要的作用,直接影响到薄膜电池的充放电倍率、循环寿命、自放电、安全性以及高低温性能。以某个全固态薄膜锂电池生产试验线的实际应用为例:兰格某客户在电解质试验工艺中,需要三个泵为一组,在不同的时间点输送试剂,一个小时为一个循环,一天连续工作8小时。挑战对于这种复杂的进样体系,常规的实验室人工管理显然无法满足要求,需要使用PLC、电脑等实现设备的自动化管理。对于常规的化学、材料实验室,这就大大增加了试验的难度,需要通过自动化工程来完成。尤其,研究人员想要随时改变实验参数,也难以灵活实现。兰格解决方案对于实验的过程进行模块化分解,兰格智能型蠕动泵可提供9种运行控制模块(匀速、匀加速、匀减速、阶梯加、阶梯减、正弦、均匀分配、减量分配、增量分配)和8种逻辑控制模块(方向、暂停、循环、事件触发、延时、跳转、外控输出、结束)。研究人员可以像搭建乐高积木一样,来使用智能蠕动泵。例如上述的电解质试验工艺,兰格智能泵程序可以做如下设定:更多优势:如果研究人员需要改变其中的步骤,只需插入或删除相应模块即可。如果要修改某个模块的运行参数,直接进入模块进行修改即可。同时整个工作过程可以保存为方法,在后续的试验中可以直接调用。新能源车行业是我国战略性新兴产业,而且锂电池和5G、化学储能、碳中和等等也都息息相关,未来仍将有“锂”走天下。兰格智能蠕动泵应对不同需求,可提供多种运行/逻辑控制模块的灵活选择,助力科学家与工程师实现更便捷的操作,提高有效性、可靠性和智能体验,为全球碳中和事业作出贡献!
  • 哈工大研究出“石墨烯” 极大缩短电池充电时间
    近日,记者从哈尔滨工业大学了解到,东颐-哈工大新型电池联合研发技术中心签约仪式在该校举行。今后双方将共同研制可用于电动汽车的新型“超级锂电池”。   据了解,哈工大化工学院王殿龙课题组研制出了具有快速充电性能的“石墨烯/磷酸铁锂复合储能材料”。该储能材料既具有超级电容器材料的快速充电性能,又具有锂离子电池材料的高比容量。化工学院与东颐新能源科技有限公司合作组建东颐-哈工大新型电池联合研发技术中心,利用“石墨烯/磷酸铁锂复合储能材料”,联合研制基于超级电容复合锂离子嵌入充放电机理的新型“超级锂电池”。据悉,将这种能量密度高、充放电速度快的新型电池用作纯电动汽车(BEV)和插电式混合电动车(PHEV)的动力电源,可以大大缩短充电时间。
  • 什么是固态电池 ——迎接国际新一轮动力电池技术竞争
    固态电池是一种使用固态电解质替代传统液态电解质的电池,其电解质可以是聚合物、氧化物、硫化物等多种材料。固态电池的结构主要包括正极、负极、电解质和隔膜四部分。与液态电池相比,固态电池具有更高的安全性、更大的能量密度和更长的寿命。来源:《中国固态电池行业研究报告》,前瞻产业研究院固态电池的工作原理与液态电池类似,都是通过正负极之间的离子传递来实现电荷的存储与释放。在充电过程中,正极释放电子,负极吸收电子,同时离子从正极向负极移动,嵌入负极材料中;在放电过程中,电子从负极流向正极,离子从负极向正极移动,释放出储存的能量。工作原理上,固态锂电池和传统的锂电池并无区别。两者最主要的区别在于固态电池电解质为固态,相当于锂离子迁移的场所转到了固态的电解质中。而随着正极材料的持续升级,固态电解质能够做出较好的适配,有利于提升电池系统的能量密度。另外,固态电解质的绝缘性使得其良好地将电池正极与负极阻隔,避免正负极接触产生短路的同时能充当隔膜的功能。固态电池的优势安全性:固态电池采用固态电解质,可以有效防止电池内部短路和漏液,降低热失控风险。同时,固态电解质的化学稳定性较好,不易燃烧,因此在高温、撞击等极端条件下,固态电池的安全性明显优于液态电池。能量密度:固态电池具有较高的能量密度,一方面是因为固态电解质可以承受更高的电化学窗口,使得电池可以使用更高电压的正极材料;另一方面,固态电池可以采用更薄、更轻的隔膜和集流体,减轻电池重量,提高能量密度。寿命:固态电池的寿命较长,一方面是因为固态电解质可以有效抑制电池内部副反应,降低自放电速率;另一方面,固态电池的充放电循环稳定性较好,可以承受更多的充放电次数。来源:《全固态电池技术的研究现状与展望》,许晓雄固态电池的挑战1、固态电解质材料研究目前,固态电解质材料的研究尚不充分,需要进一步优化和筛选具有良好离子导电性、机械强度和化学稳定性的材料。此外,固态电解质与电极材料的界面问题也需要解决,以提高电池的性能。2、制造成本固态电池的制造成本较高,主要原因是固态电解质和电极材料的制备工艺复杂,且生产规模较小。此外,固态电池的生产设备和技术也与传统液态电池有所不同,需要投入大量资金进行研发和产业化。3、充放电速率固态电池的充放电速率相对较慢,主要受限于固态电解质的离子导电性。提高充放电速率需要进一步优化固态电解质材料,以及开发新型电极材料和结构。固态电池的国际竞争势态美国在固态电池领域具有较强的研发实力,拥有多家知名企业和研究机构,如QuantumScape、Solid Power、Ionic Materials等。美国政府也高度重视固态电池技术,将其列为国家战略项目,投入大量资金支持相关研究。欧洲在固态电池领域同样具有较强的竞争力,拥有多家知名企业和研究机构,如德国的Varta、比利时的Solvay等。欧洲联盟也推出了“欧洲电池联盟”计划,旨在推动固态电池技术的发展和产业化。日本在固态电池领域具有领先地位,拥有全球最大的固态电池制造商丰田和全球领先的电池材料供应商村田制作所。日本政府和企业对固态电池技术的研究投入巨大,力求保持在该领域的竞争优势。韩国在固态电池领域同样具有较强实力,拥有全球领先的电池制造商LG化学和三星SDI。韩国政府和企业也在积极推动固态电池技术的发展,以应对全球动力电池市场的竞争。固态电池的发展对于我国新能源汽车产业具有十分重要意义。通过加强固态电池的研发和应用,不仅可以提升我国新能源汽车的核心竞争力,还可以推动我国在全球动力电池市场中的地位提升。因此,我国应加大对固态电池技术的研发力度,加强与国际先进企业的合作与交流,共同推动固态电池技术的快速发展。固态电池的主要研究课题尽管固态电池有着巨大的潜力和商业价值,但目前仍存在很多技术难点需要研究和攻克。尤其是固态电解质离子传输动力学、固/固界面物理和化学接触问题。这其中,对于固态电池的电解质/电极材料的电导率、内部产气/压力、膨胀行为的评估依然是对电池材料、电池性能、生产工艺等的重要研究手段。电弛的解决方案固态电池中的固体电解质和电极界面并不是完全稳定,仍会存在一定程度的副反应。因此,对于固态电池产气、内部压力、膨胀行为等的研究依然受到高度关注。武汉电弛新能源有限公司自主研发的原位产气量测试系统,原位气体内压测试系统、原位电池膨胀力测试系统,可对多种电池种类和电池形态的电池进行产气量、内压、膨胀行为的测试,包括碱金属离子电池(Li/Na/K)、多价离子电池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金属离子电池(金属-空气、金属-硫)、固态电池,以及单层极片、模型扣式电池、软包电池、方壳电池、圆柱电池、电芯模组。系统高度集成了温控、充放电、伺服控制、高精度传感器等模块,并提供企业级系统组网功能。同时,可为不同形态电池提供定制化夹具,开展不同测试模式的研究。为锂电池材料研发、工艺优化、充放电策略的分析研究提供了良好的技术支持。
  • 电弛新能源亮相CIBF 2024重庆国际电池技术交流展览会
    4月27日,重庆国际博览中心,第16届中国国际电池技术交流会/展览会盛大开幕。本次展会由中国化学与物理电源行业协会主办,以“链动全球赋能绿色驱动未来”为主,共计2200多家业内知名企业全方位、多维度参与展示全新技术成果,助推中国新能源产业高质量发展。作为此次展会参展商,电弛新能源携多款重磅产品亮相,展示在锂电池、氢能领域的测试技术产品,包括GPT-1000原位产气量测定仪、IPT-2000气体内压测测定仪、SFT-3000原位膨胀力测试仪、980Pro燃料电池测试系统、780电解水制氢测试系统、DSR数字型旋转圆盘电极等多款产品。近年来,我国新能源行业蓬勃发展。“新质生产力”引领绿色低碳发展。电池行业已然由高增长阶段迈入高质量发展阶段,人们更多地把目光投向电池的性能安全,从源头上开发更安全的电池产品。电弛新能源加大创新投入,基于电池原位产气量、内部气压、膨胀力等关键领域展开研究,研制了先进的电池测试设备,对于探索优化电池材料、结构,具有重要意义。在展会现场,电弛新能源以“专于电池,精于测试”为主题,带来的系列全新电池测试应用解决方案吸引了不少嘉宾的关注。“大家的热情超出我们的预期,对我们展示的最新电池测试技术产品兴趣浓厚,电弛新能源期待与业界朋友合作,一起助力中国电池产业发展”,电弛新能源代表感慨现场观众的热情,认真解答专业技术问题,介绍新产品特色功能。GPT-1000 原位产气量测定仪GPT-1000电池原位产气量测定仪可实现对锂/钠/半/全固态电池化成、过充、循环及存储等不同阶段产气情况的在线或离线监测。该系统提供一整套原位产气量与产气组分的在线测试解决方案。IPT-2000 原位气体内压测定仪IPT-2000原位气体内压测定仪采用先进的GSP气体采样接口设计,实现了对多种不同规格电芯的适配,满足大规模电芯测试的需求,进而为电芯产气分析、失效模式研究以及热失控安全性评估提供强有力的技术支持。SFT-3000 原位膨胀力测试仪SFT-3000原位膨胀力测试仪可在模拟真实的电池充放电工况下,对多种不同形态的电池进行膨胀尺寸和膨胀力的精确评估,助力电极材料的研发和电池膨胀机理的深入分析研究。近年来,我国氢燃料电池汽车产销量高速增长,氢燃料电池测试、电解水制氢等专业设备需求井喷,通过这些仪器设备,开发先进的氢能技术产品,有着重要意义。在本次展会上,电弛新能源展示了近年来在氢能技术研发成果,得到了与会专家、学者的关注。980Pro 燃电池测试系统980Pro燃料电池测试系统是专为PEM燃料电池膜电极(MEA)和电堆性能评估而设计的先进测试平台。可对燃料电池的性能和稳定性进行全面评估,已成功部署国内多所高校实验室。780 电解水制氢测试系统780电解水制氢测试系统兼容PEM与AEM技术应用的创新型电解水制氢测试系统。充分考虑了中国实验室的操作习惯。DSR 数字型旋转环盘电极在展台上,数字型旋转圆盘电极DSR凭借具有中国特色的“千山绿”设计吸引众多嘉宾围观,科技彰显人文,DSR凭借“数字化、更精准、‘狠’稳定”的技术优势,助力中国催化剂及氢能科研。目前,重庆国际电池技术交流会/展览会(CIBF2024)火热进行中,欢迎大家参观电弛新能源展会交流互动!
  • Nature Materials:综合物性测量系统拓展新应用-原位磁性测试揭示锂离子电池额外容量问题!
    在锂离子电池中,过渡族金属化合物材料反常的超出理论限的额外容量现象引发了人们的广泛关注。为了揭示这一关键科学问题,多位国际能源领域权威专家都对该现象提出了不同的理论解释,如电表面电解质衍生层的形成与分解、含锂物质的氧化反应、空间电荷存储等。然而由于电材料界面处的复杂性超出常规设备的测试能力,其蕴藏的储能机制始终处于争议中。近期,青岛大学物理科学学院李强、李洪森教授与加拿大滑铁卢大学苗国兴教授、美国得克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授等人通力合作,利用自主构建的原位磁性监测技术(如图1所示),结合自旋电子学理论揭示了过渡族金属化合物Fe3O4的额外容量主要来源于过渡族金属Fe纳米颗粒表面的自旋化电容,并证明这种空间电荷储锂电容广泛存在于各种过渡族金属化合物中,费米面处3d电子高电子态密度发挥了关键作用(如图2所示)。该研究结论突破了人们对传统锂离子电池储能方式(Insertion、Alloying、Conversion)的认知,次在实验上直观地证实了空间电荷存储机制,并进一步明确了电子存储位置。该工作已于近期发表在期刊《Nature Materials》[1]。精彩图文展示:图1 原位观测Fe3O4锂离子电池材料在充放电过程中的磁响应,其中上图为磁化强度变化,下图为恒流充放电曲线。磁性测试出乎意料的发现在于,当电压由0.45 V降低到0.01 V时,电磁化强度缓慢降低直至放电结束。这一发现表明还原产物金属Fe颗粒可以继续参与反应,这与经典的锂电池转化反应相矛盾。有趣的是,随后充电到1.4 V时,体系磁化强度再一次增大。 图2. 自旋化电子在Fe0/Li2O界面的表面电容示意图(EF,费米能)。a、铁磁性金属颗粒表面(放电前后)的自旋化态密度示意图。b、自旋化电容模型中额外存储锂形成的空间电荷区。放电过程中还原出的Fe0纳米颗粒分布在Li2O介质中,具有大的表面/块体比率且费米面处具有高的电子态密度。大量的电子可以存储在Fe0纳米颗粒中的自旋劈裂能带中,从而产生自旋化电容。值得注意的是,本文使用的样品杆是研究人员经过多年努力自主设计的,他们将电化学工作站与综合物性测试系统(PPMS)中的振动样品磁强计选件(VSM)进行了有效结合,成功地构建了锂离子电池原位磁性测试系统来观察锂电池充放电过程中的磁响应。文中所使用的PPMS系统具有高灵敏度磁性测试等优势,可作为研究能源材料原子尺度临近范围内的原子探针,是研究杂质相和局部电子分布的全新“利器”,获取其他传统技术所不能测得的信息。图3 PPMS Dynacool系统示意图 基于该测试系统,本文研究者破解了多年争议,次在实验中揭示了电池容量会超过理论限的关键问题,不仅为设计下一代高性能储能器件提供了新方向,也为能源材料的设计制备提供了一种有力的测试分析技术。在这里我们恭喜我们的PPMS用户取得了新的突破,也祝愿他们科研事业更上一层楼!参考文献:[1] Extra storage capacity in transition metal oxide lithium-ion batteries revealed by in situ magnetometry, Nature Materials, 2020, https://doi.org/10.1038/s41563-020-0756-y
  • 锂电池材料试验第四讲|锂离子电池的强制内短路测试
    近年来,随着锂离子电池产品的大量应用,锂电已日益成为我们日常最为便捷的动力来源,随之而来的锂电池安全问题也越来越受到大家的关注。锂电池的整体安全性由多种复杂的因素构成,而其中由于短路原因引起的热失控问题占到了相当的比例。锂电池的短路除了常见的外部短路外,其内部隔膜的破损也是导致其内部发生短路的重要原因之一。 在隔膜破损的种种诱因中,锂枝晶是众多分析和研究的众矢之的。锂电池在重复的充放电过程中,由于工艺、材料、过充、大电流充电、低温下充电等原因,金属锂会不可避免的析出,这些析出的锂会逐渐沉积形成锂枝晶,从而成为锂电池潜在的风险。锂枝晶有多种形态,其中树枝状的金属锂在生长、沉积的过程中,达到一定程度时会穿透隔膜,从而导致电池内部发生短路,这种短路往往会造成灾难性的后果。 LLOYD材料力学试验机(LLOYD材料试验机)提供完整的锂电池隔膜力学性能测试,主要包括隔膜拉伸强度、延伸率、穿刺强度,剥离强度(涂层复合膜)等。同时LLOYD材料力学测试系统(LLOYD材料试验机)可以完成高精度的锂电池强制内短路测试,确保锂电池更加安全。 今天我们来介绍阿美特克锂电池材料试验解决方案第四讲——锂离子电池的强制内短路测试。锂离子电池的强制内短路测试。强制内短路测试既可以应用在18650,21700等圆柱形电池,也可以应用于方形软包电池。测试前,需要在规定环境的手套箱中对电池进行拆解,在混入模拟微小金属颗粒的标准金属镍片后对电池进行封装。在达到规定的温度和时间条件后,放置于强制内短路测试系统中以0.1mm/s的速度对电池放置镍片的位置进行施压,在匀速达到规定的压力同时,实时监测锂电池压力的变化和表面温度的变化。当观测到电压发生50mV压降或者当施压载荷达到400N(方形电池)或800N(圆柱形电池)时,停止加压并保持30s,然后撤压。如果在达到规定的压力前发生50mV压降,说明此电池未达到强制内短路测试的安全标准;如果当压力达到400N或800N而为发生电压降,说明此电池可极大程度的避免因外部颗粒原因造成内短路现象。而一套高精度的强制内短路测试系统,需要一台高精度、高采样率载荷施加系统,此系统需同时监测和记录锂电池微量的电压变化和温度变化,并可以灵活的设定试验条件以满足更为严苛的测试和研发需求。强制内短路测试系统在载荷量的施加与记录方面,LLOYD LD系列测试系统可实现0.5%读数级的载荷精度,并以1000Hz的采样率记录载荷的变化。此系统采用32位A/D转换,具有极高的力值分辨率。在达到载荷精度和分辨率的同时,其电压和温度记录也可高达250Hz,是目前业内同类测试中精度最高,采样率最高的测试系统。此系统配有防爆高低温环境箱,即可满足标准强制内短路测试的温度要求,可以变换温度模拟不同温度下的电池的力学性能研究。温箱本身达到防爆级,即使在电池发生剧烈燃烧、爆炸等情况下依然可以保障试验人员与系统的安全性,并带有主动排风系统,可将测试中电池的烟气排出,有效的保障实验室环境。锂电池的力学测试在满足强制内短路测试要求的同时,LLOYD LD测试系统还可以兼顾各种高精度的电池力学强度测试,如锂电池三点弯曲强度,抗压强度,锂电隔膜拉伸强度、延伸率测量,锂电隔膜穿刺强度,铝塑膜的拉伸和穿刺性能等。LLOYD测试系统专注于各类定制化解决方案,协助您完成更为专业的标准化和定制化测试,助力锂电产品的测试和研发。更多详细方案,请垂询AMETEK 中国区办事处或各地分销商。LLOYD材料力学试验机(LLOYD材料试验机) LLOYD(劳埃德)测试系统(LLOYD材料试验机)源自英国,是美国AMETEK(阿美特克)集团旗下产品。LLOYD材料试验系统专注于轻工检测,以读数级精度,高达8000Hz的单通道数据采样率,最高2032mm/min的测试速度广泛应用于世界500强企业中。 LLOYD材料测试系统(LLOYD材料试验机)可准确、便捷的完成材料拉伸,压缩,弯曲,穿刺,剥离,撕裂,摩擦,蠕变,松弛,低频疲劳等多种测试项目。丰富的治具方案可在保证数据准确性的同时为用户提供极大的操作便利性。同时,作为测控系统的核心,专业的Nexygen Plus 操作软件广受广大用户的认可。软件自带庞大的国际标准库,除了ASTM, DIN, EN, ISO, JIS等国际标准,用户也可便捷的自建标准文件。
  • 负极材料粒度分布对锂离子电池性能的影响
    负极材料作为锂离子电池的核心材料,对锂离子电池的能量密度、充放电性能、循环性能、生产工艺等起着至关重要的作用。负极材料的主要技术指标包括粒度、比表面积、振实密度、真密度、灰分、pH值等。其中,粒度分布作为负极材料的重要技术指标,它还影响比表面积和振实密度,从而影响锂离子电池的生产工艺和综合性能。一、粒度分布对锂离子电池性能的影响负极材料的粒度分布主要从以下几个方面影响锂离子电池的生产工艺和性能:1、粒度分布影响体积能量密度负极材料的颗粒大小应当具有合适的粒度分布,体系中的小颗粒能够填充在大颗粒的空隙中,有助于增加极片的压实密度,从而提高电池的体积能量密度。2、粒度分布影响充放电性能负极材料的颗粒越小,锂离子嵌入时所需要克服的范德华力也就越小,嵌入越容易进行,而且颗粒越小,锂离子嵌入和脱出的通道越短,越有利于快速达到充分嵌锂状态,从而具有更好的充放电性能。3、粒度分布影响循环性能实验表明,颗粒越小的石墨负极有较大的初次容量,但不可逆容量也较大;随着粒径增大,初次充放电容量降低,不可逆容量减少。同时,石墨颗粒越小,与电解液接触的比表面积越大,初次充放电过程中形成的SEI膜所消耗的电荷就越多,不可逆容量损失也就越大。因此,合理的粒度分布不仅能够提升锂离子电池的初次容量和初次效率,而且能够提升锂离子电池的循环性能。4、粒度分布影响生产工艺负极材料的粒度分布会直接影响电池的制浆和涂布工艺。在相同的体积填充份数情况下,材料的粒径越大,粒度分布越宽,浆料的黏度就越小,这有利于提高固含量,减小涂布难度。颗粒的粒径以及分布宽度对浆料黏度的影响二、负极材料对粒度的要求在负极材料相关的标准中,对材料颗粒的粒度分布提出明确的要求,具体如下:三、欧美克高性能激光粒度分析仪如何满足锂离子电池材料粒度检测要求负极材料的研发、生产及来料检验普遍采用激光粒度分析仪进行粒度检测,选择高性能的激光粒度仪是获得准确粒度分布信息的重要保证。对于一款高性能的激光粒度分析仪,往往采用合理的光学结构、高性能的光电元器件以及科学的反演模型,从而体现出良好的重复性、重现性、真实性、分辨率等测试性能。珠海欧美克仪器有限公司从1993年开始从事激光粒度分析仪的研发、生产和应用,积累了丰富的激光粒度分析仪研发、生产和应用经验。从1999年开始,欧美克激光粒度分析仪系列产品在锂离子电池研发、生产领域逐步获得行业认可。下面,从几个小案例管中窥豹,看看欧美克如何匠心智造每一款产品,又是如何站在行业应用的角度为用户提供粒度解决方案的。1、大角散射光的球面接收技术(DAS)的应用确保散射光能信息的准确获取对少量的大/小颗粒及样品各个粒径组分的准确识别,需要仪器制造商在无盲区光学设计、高精度元器件、装配工艺、算法及软件智能控制上不断优化,提高产品分辨能力。例如早先的激光粒度仪将多个光电转换元件探测通道放置在一块或两块平面上,然而傅立叶透镜的聚焦面通常呈弧形分布,平面布置的探测器很难将所有角度的散射光能信息都准确地聚焦获取。以欧美克LS-609型激光粒度分析仪为例,在散射光能探测器的设计时,将常见的失焦影响较大的多个大角探测器通道以分个独立的方式放置在与其散射角相对应的傅立叶透镜焦点位置,保证所有散射光角度的信号都是无混杂的,提高了散射光分布角度分辨能力。与此同时,各个独立的探测器有利于在探测器上布置杂散光屏蔽装置,同时也防止了散射光在不同探测器上的相互干扰,进一步降低系统的噪声,提高细微差异的分辨能力。大角散射光的球面接收技术(DAS)2、优良的测试性能准确反映出测试样品的细微差别(1)Topsizer对粉体材料的大、小颗粒具有高超的分辨能力欧美克Topsizer激光粒度分析仪测试含有少量大颗粒的石墨原材料的粒度分布图和粒度分布表如下图所示,可以看到对于体积含量在0.5%以下的极少量60-100μm的颗粒,以及体积含量在1%左右的2μm以下颗粒,均能够灵敏的检测出来其详尽的粒度分布。显示了Topsizer对粉体材料的大、小颗粒具有高超的分辨能力,对于电池产品的安全性能和容量性能有更准确的指导意义。如果对于对少量小颗粒特别关注,在软件上,甚至可以采用数量分布替代体积分布的计算方法,进一步放大小颗粒的权重,对小颗粒数量上的变化进行更易识别的测试和生产质控。但需要注意的是,对于分布较宽的样品,由于大小颗粒在尺寸上差异本身就很大,同样体积的大小颗粒的数量相差将会异常大,取样和分散测量上的少许波动会导致测试结果数量分布上较大的偏差。下图是应用欧美克Topsizer激光粒度仪对D50为0.1μm左右的超细隔膜材料氧化铝的粒度测试粒度分布图。(2)LS-609激光粒度仪具有优良的重现性下图是欧美克LS-609激光粒度仪对磷酸亚铁锂3次取样分散测试粒度分布的叠加图,及特征粒径的统计结果,显示该仪器对磷酸亚铁锂的测试拥有优良的重现性。 此外,不同使用环境还可以选配不同的进样器,分析软件还具有用户分级、权限管理、数据完整性及可追溯功能,欧美克激光粒度分析仪真正做到了性能可靠、操作简单、维护量少,是值得信赖的高性能激光粒度分析仪。参考文献【1】沈兴志,珠海欧美克仪器有限公司,高性能激光粒度分析仪在电池材料测试中的应用【2】珠海欧美克仪器有限公司,激光粒度分析仪在锂离子电池行业中的应用【3】苏玉长,刘建永,禹萍,邹启凡,中南大学材料与工程学院,粒度对石墨材料电化学性能的影响【4】旺材料锂电,锂离子电池负极材料标准最全解读【5】中国粉体网,粒度对负极材料有什么影响?
  • 如何进行锂电池性能的高低温检测
    如何进行锂电池性能的高低温检测?锂电池是一种新型的、性能优良的电池,目前已被广泛使用。但是,由于环境因素的影响,锂离子电池的性能存在较大的差异。因此,有必要开展锂离子电池在高、低温环境中的适应性研究。高低温适应性试验是测试锂电池在高低温环境下的适应能力的一种标准化实验方法。试验项目包括高温(55℃)、低温(-20℃)和温度循环三个部分。该实验涉及到的参数包括静置时间、充放电时间、充放电电流和电压等。1.在高温试验中,锂电池需要在55℃的环境下连续静置24小时,以测试其在高温环境下的耐热性能。在完成静置后,需要对锂电池进行一定的充电时间和放电时间,以测试锂电池在高温环境下的充放电性能。在充放电时需要注意电流和电压的控制,以免过度放电导致电池性能下降。2.在低温测试中,需要将锂电池放置于-20摄氏度以下24小时。如此一来,就可以对锂电池的耐寒性进行测试了。与此类似,在完全静止之后,还需对锂电池进行充放电,以检测其在低温环境中的充放电特性。在这一过程中,为了防止对锂离子电池的性能造成负面的影响,还必须对放电电流、电压进行严格的控制。3.以高、低温度实验为基础,进行了温度循环实验。为了检测锂离子电池在不同温度下的耐受能力,对其进行了高、低温热循环试验。在对电池进行试验时,为了确保试验结果的准确,必须对试验环境温度进行严格的控制。因此,对锂离子电池进行高、低温适应实验是对其进行综合评价的一种手段。通过本项目的研究,可以有效地评价锂离子电池在特殊环境中的适应性,为其开发与应用提供理论依据。随着科学技术的发展和产业化进程的加快,高、低温环境下锂离子电池的性能测试将会得到越来越多的应用。
  • 岛津CT助力锂离子动力电池检测(下)
    近年来,新能源汽车屡屡发生起火、自燃等动力电池安全事故,提升动力电池安全迫在眉睫。经过多年的发展,动力电池从最初的圆柱电池,发展到方形、软包电池,容量提升,形式多样。上篇中,上篇中,我们展示了岛津CT在正极材料和负极材料观测方面的应用。本篇我们将展示岛津CT观测各种成品电池和对电池原位充放电的实时观察。 成品动力锂电池CT的观察在成品动力锂电池检查中,CT检测可以发现动力锂电池内部缺陷,比如内部杂质、正负极扭曲变形、正负极片短路和正负极片的断裂等不良。在长期充放电使用及激烈碰撞后,这些不良容易造成电池短路,甚至可能造成新能源汽车自燃和爆炸。 岛津SMX-225CT FPD HR Plus微焦点X射线CT系统 CT检测是失效分析和产品工艺优化及品质控制的重要手段。通过对失效的动力锂电池进行无损检测,在不破坏失效动力锂电池结构的情况下获得真正失效原因。通过对动力锂电池的内部结构观察及尺寸测量,可以优化生产工艺、提高品质。 电池内部结构及缺陷观察目前动力锂电池电芯生产主要有卷绕和叠片两种制造工艺,对应的动力锂电池结构形式主要为圆柱和方形、软包三种,圆柱和方形锂电池主要采用卷绕工艺生产,软包锂电池则主要采用叠片工艺制造。圆柱锂电池主要以18650为主,方形锂电池外壳采用硬铝壳包装,而软包锂电池采用铝塑料包装。 运用CT对18650动力锂电池检测可观察内部正负极及隔离膜,因此内部变形及金属杂质可以清晰地被检测到。通过对正极极片展开,可观察到极片上的孔隙。图1给出了18650动力锂电池的CT图像。 图1 18650动力锂电池CT图像 图2是方形动力锂电池的CT扫描图像,外形尺寸为L150mm´W100mm´H26mm。 通过扫描半电池可以清晰地看到电池正负极片和杂质以及激光焊接部位的孔隙。甚至有机质的隔离膜也能够被观察到。 图2 方形动力锂电池CT图像 软包叠片动力锂电池的常见缺陷为极片开裂破损、有杂质及当封入外壳时负极变形等,CT检测是此缺陷观察必要手段。如图3所示。 图3 软包叠片动力锂电池CT图像 电池内部尺寸测量在电池生产中,尺寸质量控制的要求变得越来越复杂,无法使用传统的测量技术进行测量,更不可能对电池进行切割或破坏后再进行检测。此时,需要使用微焦点CT对电池内部缺陷及结构进行尺寸测量。从而能够评估产品制造过程和优化产品。 图4是18650动力锂电池在空电和满电状态下的电芯尺寸测试,通过比较发现满电状态比空电状态下的电芯尺寸膨胀了约0.2mm。这对电池研发人员设计很有帮助。 图4 18650动力锂电池空电和满电状态电芯尺寸测量 在方形动力锂电池中,满电时的极片厚度尺寸测量、正负极对齐测量和封装时电芯与外壳的距离等这些尺寸对电池生产厂家都有很重要的参考意义,如图5所示。 图5 方形动力锂电池尺寸测量 图6给出了软包动力锂电池中的孔隙及金属杂质尺寸测量,这些缺陷都可能会引起电池起火或自燃。 图6 软包动力锂电池尺寸测量 电池原位充放电循环中的CT观察通过对原位动力锂电池充放电试验,可以观察电池在循环充放电情况下的状态。X射线微焦点CT作为对动力锂电池充放电循环检查的重要一环,可以直观观察动力锂电池在不同状态下内部结构的变化,为研发及生产制造提供数据。 图7从2D截面图像和3D图像示出了100次、500次、1000次、1500次动力锂电池的充放电试验CT测试图像。从而观察到随着充放电次数的增加,动力锂电池由于内部产生的惰性气体的释放而不断膨胀。图7 动力锂电池充放电实验CT观察 通过以上案例展示,岛津X射线微焦点CT不仅可以观察动力锂电池正负极片材料内部微观结构,还可以观察成品动力锂电池的内部结构及缺陷。结合尺寸测量定量分析,为动力锂电池研发设计者及生产制造商提供帮助,优化生产流程及制造工艺,为新能源汽车提供安全保障。
  • 岛津CT助力锂离子动力电池检测(下)
    近年来,新能源汽车屡屡发生起火、自燃等动力电池安全事故,提升动力电池安全迫在眉睫。经过多年的发展,动力电池从最初的圆柱电池,发展到方形、软包电池,容量提升,形式多样。 上篇中,我们展示了岛津ct在正极材料和负极材料观测方面的应用。本篇我们将展示岛津ct观测各种成品电池和对电池原位充放电的实时观察。 成品动力锂电池ct的观察 在成品动力锂电池检查中,ct检测可以发现动力锂电池内部缺陷,比如内部杂质、正负极扭曲变形、正负极片短路和正负极片的断裂等不良。在长期充放电使用及激烈碰撞后,这些不良容易造成电池短路,甚至可能造成新能源汽车自燃和爆炸。 岛津smx-225ct fpd hr plus微焦点x射线ct系统 ct检测是失效分析和产品工艺优化及品质控制的重要手段。通过对失效的动力锂电池进行无损检测,在不破坏失效动力锂电池结构的情况下获得真正失效原因。通过对动力锂电池的内部结构观察及尺寸测量,可以优化生产工艺、提高品质。 电池内部结构及缺陷观察 目前动力锂电池电芯生产主要有卷绕和叠片两种制造工艺,对应的动力锂电池结构形式主要为圆柱和方形、软包三种,圆柱和方形锂电池主要采用卷绕工艺生产,软包锂电池则主要采用叠片工艺制造。圆柱锂电池主要以18650为主,方形锂电池外壳采用硬铝壳包装,而软包锂电池采用铝塑料包装。 运用ct对18650动力锂电池检测可观察内部正负极及隔离膜,因此内部变形及金属杂质可以清晰地被检测到。通过对正极极片展开,可观察到极片上的孔隙。图1给出了18650动力锂电池的ct图像。 图1 18650动力锂电池ct图像 图2是方形动力锂电池的ct扫描图像,外形尺寸为l150mm´w100mm´h26mm。 通过扫描半电池可以清晰地看到电池正负极片和杂质以及激光焊接部位的孔隙。甚至有机质的隔离膜也能够被观察到。 图2 方形动力锂电池ct图像 软包叠片动力锂电池的常见缺陷为极片开裂破损、有杂质及当封入外壳时负极变形等,ct检测是此缺陷观察必要手段。如图3所示。 图3 软包叠片动力锂电池ct图像 电池内部尺寸测量 在电池生产中,尺寸质量控制的要求变得越来越复杂,无法使用传统的测量技术进行测量,更不可能对电池进行切割或破坏后再进行检测。此时,需要使用微焦点ct对电池内部缺陷及结构进行尺寸测量。从而能够评估产品制造过程和优化产品。 图4是18650动力锂电池在空电和满电状态下的电芯尺寸测试,通过比较发现满电状态比空电状态下的电芯尺寸膨胀了约0.2mm。这对电池研发人员设计很有帮助。图4 18650动力锂电池空电和满电状态电芯尺寸测量 在方形动力锂电池中,满电时的极片厚度尺寸测量、正负极对齐测量和封装时电芯与外壳的距离等这些尺寸对电池生产厂家都有很重要的参考意义,如图5所示。 图5 方形动力锂电池尺寸测量 图6给出了软包动力锂电池中的孔隙及金属杂质尺寸测量,这些缺陷都可能会引起电池起火或自燃。 图6 软包动力锂电池尺寸测量 电池原位充放电循环中的ct观察 通过对原位动力锂电池充放电试验,可以观察电池在循环充放电情况下的状态。x射线微焦点ct作为对动力锂电池充放电循环检查的重要一环,可以直观观察动力锂电池在不同状态下内部结构的变化,为研发及生产制造提供数据。 图7从2d截面图像和3d图像示出了100次、500次、1000次、1500次动力锂电池的充放电试验ct测试图像。从而观察到随着充放电次数的增加,动力锂电池由于内部产生的惰性气体的释放而不断膨胀。 图7 动力锂电池充放电实验ct观察 通过以上案例展示,岛津x射线微焦点ct不仅可以观察动力锂电池正负极片材料内部微观结构,还可以观察成品动力锂电池的内部结构及缺陷。结合尺寸测量定量分析,为动力锂电池研发设计者及生产制造商提供帮助,优化生产流程及制造工艺,为新能源汽车提供安全保障。
  • 新产品 | 新一代---高精度大容量动力电池评估系统
    目前,锂离子电池电芯与模组正朝着超大容量,高度集成化方向发展,锂离子电池生产企业,系统集成商和主机厂为了获得更高的体积能量密度,正从100Ah电芯逐渐切换到200Ah以上大容量电芯,此外刀片电池,CTP,CTC技术以及4680型电池的广泛应用,对现有检测设备的测试能力提出新的极限挑战。基于联合Nissan,英国华威大学(WMG)和Element Energy参与由英国商业、能源和工业战略部主导的”英国能源存储实验室”项目,AMETEK(普林斯顿及输力强电化学)公司开发了新一代大容量动力电池评估系统。输力强分析的SI-9300R,是一套针对动力电池开发,测试,诊断和梯次利用分级筛选的一站式多通道电池评估系统,适用于多种不同类型电池的分析,并具有无与伦比的超高精度,测量和快速诊断能力。 动力电池开发-测试-分析-分级 动力电池对高比容量、快速充电和长寿命等特性的需求,使得电池测量面临着更大的挑战。在对动力电池测试设备市场深入分析,对动力电池和电动汽车生产企业需求的充分了解的基础上, Solartron Analytical开发出一整套针对动力电池开发,测量,分析和分级的系统解决方案。 SI-9300R 五大技术特点 1.超大容量电流量程:2A-300A200A连续,300A脉冲并联可达到1000A可以满足各种类型的单体动力电池及模组的测试需要,不仅可以满足传统的18650,21700等类型的圆柱型电池,同时可以满足日益增长的高容量软包及方形动力电池测试。 2.超高精度• 24-位高精度ADCs• 磁通量电流传感器-高精度低热漂移• 高精度电流电压测量:0.03%• 高精度阻抗测试:0.1%, 0.1deg可满足动力电池在开发,测试,分析,分级等复杂应用场景下的差异性测试需求3.超强能力随着对动力电池安全及性能的要求越来越高,如何在满足常规直流测试的前提下,同时实现动力电池电化学性能快速精确测量呢?交直流同步测试,一站式完成,无需切换接线,确保人机安全。集充放电技术,电化学测试技术于一身,可提供如线性循环伏安,线性扫描,恒电流,恒电压,恒功率恒电阻和HPC(高精度库伦法)等全套动力电池测试技术。 每通道标配交流阻抗功能,可完成动力电池在充放电过程中的动态EIS分析,模拟实际工况下的使用状态。每通道标配两个辅助分压功能,可同时同步监测单体电池中正负极或串联模组中的单体及总体响应。快速进行正负极或单体失效分析。 4.全新技术专利数据直存硬盘技术–保证系统的可靠性和数据安全性电网回馈式–多余电能回馈电网不会产生热能损耗体积小,节约空间通道电能共享–放电电能将用于对其他电池充电-优化电能使用,节能环保,减少碳排放。实时数据分析–测试时可进行实时DC/EIS数据分析, 实时诊断电池性能。 5.超快SoH诊断基于9300R强大的充放电仪叠加交流阻抗功能,及灵活开放的软件界面,可开发出动力电池快速SoH(健康状态)诊断功能。全球首个成功案例,输力强通过与英国华威大学合作,使用9300R ,针对NISSAN LEAF的退役动力电池模组开发出SoH专利算法,仅仅3分钟之内即可分析出电池的SoH,且其误差为+/-3%,远高于传统的直流方法。 这为动力电池梯次利用,分级筛选提供了高可靠性,巨大经济性的解决方案。 “工欲善其事,必先利其器“,输力强作为全球超高精度,超高可靠性的动力电池,研发,测试,分析和分级的领先品牌,一直持续致力于为广大科研用户提供最先进的技术解决方案。
  • 冠亚电池水分测定仪参与华为石墨烯电池研究
    冠亚电池水分测定仪参与华为石墨烯电池研究 原标题:华为石墨烯电池研究获突破:寿命是锂离子电池2倍 12月1日消息,近日,华为中央研究院瓦特实验室在第57届日本电池大会上宣布在锂离子电池领域实现重大研究突破,推出业界高温长寿命石墨烯基锂离子电池。实验结果显示,以石墨烯为基础的新型耐高温技术可以将锂离子电池上限使用温度提高10℃,使用寿命是普通锂离子电池的2倍。  华为瓦特实验室首席科学家李阳兴博士指出,石墨烯基高温锂离子电池技术突破主要来自三个方面:在电解液中加入特殊添加剂,除去痕量水,避免电解液的高温分解;电池正极选用改性的大单晶三元材料,提高材料的热稳定性;同时,采用新型材料石墨烯,可实现锂离子电池与环境间的高效散热。  “高温环境下的充放电测试表明,同等工作参数下,该石墨烯基高温锂离子电池的温升比普通锂离子电池降低5℃; 60°C高温循环2000次,容量保持率仍超过70%;60℃高温存储200天,容量损失小于13%”, 李阳兴博士表示。  这一研究成果将给通信基站的储能业务带来革新。在炎热地区使用该高温锂离子电池的外挂基站工作寿命可达4年以上。石墨烯基锂离子电池也将助力电动车在高温环境下持久续航,以及无人机高温发热下的安全飞行。  去年,华为瓦特实验室在第56届日本电池大会(The 56th Battery Symposium in Japan)上发布了5分钟即可充满3000mAh电池48%电量的快充技术成果,引起业界广泛关注。据李阳兴博士透露,华为快充电池已经商用,并将于今年12月底正式对外发布超级快充手机。 期间冠亚电池水分测定仪参与华为电池研究(代工厂)部分实验,冠亚电池水分仪系列包括有:电解液水分含量检测仪,特殊添加剂固含量检测仪,电池正极水分测定仪,石墨烯水分仪,锂电池水分仪等。采用国际标准方法可对电池材料水分含量在2-3分钟之内测试完。水分含量下限10ppm,检测方便科学精准,是电池厂商,实验室,检测部门的水分检测仪。
  • 虹科案例 | CAN+BMS?虹科CAN卡如何为新能源电池“续电”?
    虹科案例 | CAN+BMS?虹科CAN卡如何为新能源电池“续电”?BMS是什么BatteryManagement System简称BMS,中文是动力电池管理系统。电动汽车的电池管理系统,即对电池进行监控和管理的系统,这项技术使汽车在满足各种方案的高性能要求方面发挥了作用,通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算,进而控制电池的充放电过程,实现对电池的保护。电池组的实时监测和控制在电动汽车中是必不可少的,提升电池综合性能的管理系统,这是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带,而这正是CAN通信也是我们PCAN的用武之地。BMS能做什么通过CAN通信,BMS可以提供关于电池组状态的准确、最新的信息,包括其温度、电压和其他关键参数,这些信息对于确保电池组的安全和高效运行至关重要。只要一台笔记本和一个CAN卡,就可以显示BMS上报的所有信息,具体是怎么样实现的呢?下面是几个关于我们的客户实际运用的案例,来听听我们的客户怎么说。1.电池单元的实时监控、监测和保护 如下图,PCAN被用来收集每个电池的数据,包括温度、电压和其他参数,BMS处理这些信息以实时监测电池单元的状态。BMS利用CAN通信持续监测电池组的温度、电压和电流,并且在上位机PE6上解析,检测是否有任何异常情况,比如过热、过度充电或过度放电等。2.蓄电池组平衡。 电池组的平衡对于保持每个电池单元的最佳充电状态(SOC)是必要的,BMS可以通过监测每个电池的SOC来平衡电池组,并控制充电和放电速率,以确保每个电池均匀地充电和放电。BMS使用CAN通信与充电器和电机控制器通信,以调节充电和放电速率。如上图,测试环境是模拟整车,对车载电源进行测试,用到的协议都是标准的CANFD和CAN2.0,PCAN-Explorer 6可以同时连接几个CAN和CAN FD网络,这个测试是需要按照客户DBC文件和产品进行通讯,进行数据交互,并且可以可以以图形表示现场记录或基于trace的信号序列。 总之,CAN通信技术已经成为电动汽车BMS的一个重要组成部分;PCAN在BMS系统中,目前被用于检测电池组的参数,如电压电流温度等,除此之外,它还可以控制汽车的各种功能。它在实时监控、故障检测和隔离、电池组平衡以及安全监控和保护方面的应用使电动汽车变得更加安全、可靠和高效。在BMS中继续使用PCAN去通信将使电动汽车变得更加方便智能!
  • 电池膨胀行为研究:圆柱电芯膨胀特性的表征方法
    圆柱电芯的膨胀力主要源于电池内部的化学反应和充放电过程中的物理变化。在充电过程中,正极上的活性物质释放电子并嵌入负极,导致正极体积减小,负极体积增大。同时,电解液在充电过程中发生相变及产气副反应,也会造成一定的体积变化。这些因素共同作用,使得圆柱电芯在充放电过程中也会产生膨胀力。随着充放电次数的增加,这种膨胀力逐渐累积,导致电芯的尺寸发生变化。这种尺寸变化不仅会影响电池的外观和使用寿命,还可能对电池的安全性产生影响。因此,准确表征圆柱电芯的膨胀力对于优化电池设计、提高电池性能和安全性具有重要意义。表征圆柱电芯膨胀行为的方法电池的膨胀行为分为尺寸上的膨胀量和力学上的膨胀力测量。目前,对于软包电池、方壳电池膨胀行为的测量表征,已有较多研究和相应的测试手段及设备,在此不再赘述。但对于圆柱型电池的膨胀行为研究相对较少,也没有较好的商业化膨胀力评估手段。目前在文献资料中,常见的圆柱电芯膨胀行为的表征手段主要有以下几种:1、估算法如图1和图2所示,有研究表明圆柱型电池的膨胀变化与电池的SOC和SOH状态具有一定的相关性。但该方法建立在圆柱型电池的膨胀在整个圆周上是均匀的。图 1 单次充放电过程中,圆柱型电池的可逆膨胀变化图 2 电池老化过程中,圆柱型电池的SOH变化与不可逆膨胀之间的关系直接测量法通过在圆柱电芯外部施加压力,通过贴附应变片测量应变,该方式计算复杂,无法直观体现膨胀力。2、影像分析法影像分析法是一种无损检测方法,如利用CT断层扫描、中子成像、X射线、超声波等影像技术观察电芯内部的形变情况,通过分析影像的变化来测算电芯尺寸变化。这种方法适用于多种类型的圆柱电芯,且对电芯无损伤。然而,影像分析法需要使用昂贵的专业设备,且测量精度易受到设备性能和操作人员经验的影响。3、薄膜压力法一般需解剖圆柱电池,在电芯内部嵌入薄膜压力传感器或压敏纸的方式,从而获得圆柱电芯在不同方位上的膨胀力分布情况。但薄膜压力传感器精度一般较低,成本高;而压敏纸分析,具有滞后性。该测试均为破坏性测试。表征圆柱电芯膨胀行为存在的问题有研究表明,圆柱型电池电池实际的膨胀是明显偏离预期的均匀膨胀,在周长上会形成膨胀和收缩的区域,这取决于圆柱型电池的卷芯卷绕方向。因此,使用体积变化来研究老化或预测SOC需要特别谨慎,因为膨胀会因测量位置而显著不同,测量结果可能因测量方法而有偏差。电弛膨胀测试解决方案电弛自主研发的电池膨胀测试系统,高度集成了温控、充放电、伺服控制、高精度传感器等模块,并提供企业级系统组网功能。该系统可对多种电池种类和电池形态的电池进行膨胀行为测试,包括碱金属离子电池(Li/Na/K)、多价离子电池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金属离子电池(金属-空气、金属-硫)、固态电池,以及单层极片、模型扣式电池(全电池、半电池、对称电池、扣电三电极)、软包电池、方壳电池、圆柱电池、电芯模组。同时,可为不同形态电池提供定制化夹具,开展手动加压、自动加压、恒压力、脉冲恒压、恒间距、压缩模量等不同测试模式的研究。本产品还可方便扩展与电池产气测试、内压测试、成分分析的定制集成。为锂电池材料研发、工艺优化、充放电策略的分析研究提供了良好的技术支持。参考文献Jessica Hemmerling, 2021. Non-Uniform Circumferential Expansion of Cylindrical Li-Ion Cells—The Potato Effect. Batteries, 7, 61.
  • 激光粒度分析仪在锂离子电池行业中的应用
    锂离子电池产业作为我国“十二五”和“十三五”期间重点发展的新材料、新能源、新能源汽车三大产业中的交叉产业,国家出台了一系列支持锂离子电池产业发展的支持政策,直接带动了我国锂离子电池行业的持续高速增长。为了规范锂离子电池行业的健康稳健发展,国家相关部门先后制订了涉及到锂离子电池全产业链的相关行业标准,而相关电池材料的粒度分布检测就是其中一项重要检测指标。下面,我们看一看这些行业标准对粒度分布的相关规定。锂离子电池材料粒度分布要求电池材料的粒度分布影响电池材料的物理性能及电化学性能,进而影响锂离子电池的容量、能量密度、充放电性能、循环性能及安全性能等。在锂离子电池材料中,需要检测粒度的粉体材料主要有正极材料及原材料、负极材料及原材料、导电添加剂、电解质、隔膜涂覆材料。正负极材料正极材料颗粒的粒径越小,越有利于Li+的嵌入和脱嵌,有利于提升锂离子电池的倍率性能;同时,粒径越小的材料首次容量越高。但是,粒径越小的材料比表面积越大,颗粒表面能升高,易团聚并与电解液发生副反应,电池内阻升高,充放过程中会积聚过多能量,温度升高,从而导致安全隐患;同时,粒径越小的材料不可逆容量增加,降低电池的循环性能。如果材料中混入少数超大颗粒,会导致在极片生产过程中出现划痕、断带现象,严重影响产品质量。粒径较小的负极材料具有较大的首次容量,但不可逆容量也较大;随着粒径增大,首次充放电容量降低,不可逆容量减少。同时,粒径越小的颗粒,越有利于Li+的嵌入和脱嵌,有利于提升电池的倍率性能。如果材料中混入少数超大颗粒,会导致在极片生产过程中出现划痕、断带现象,严重影响产品质量。正极材料和负极材料原料的颗粒的粒径大小影响到正极材料和负极材料的生产工艺控制及成品性能。比如,三元前驱体的粒度影响三元材料的煅烧时间及晶粒大小一致性。粒径越小的前驱体煅烧时间越短;粒径分布越窄的前驱体,煅烧时热量从材料表面传导到材料中心的时间一致性越高,晶粒生长时间一致性越高,晶粒大小一致性也越高。碳酸锂作为正极材料的锂源材料,粒度大小对正极材料的生产工艺和性能也有着重大影响。导电添加剂导电添加剂颗粒的粒径太小,容易发生团聚,不能与活性物质充分接触,导致导电作用降低;如果粒径太大,导电添加剂颗粒不能嵌入到活性物质中,同样会降低导电添加剂的导电作用。如果材料中混入少数超大颗粒,会导致在极片生产过程中出现划痕、断带现象,严重影响产品质量。对于电解液的电解质来说,电解质颗粒大小越均匀,电解液性能的一致性越好。电解液作为锂离子电池的血液,承担着运输锂离子的重任,质量的好坏直接影响锂离子电池的电化学性能,并很大程度上影响锂离子电池的安全性能。涂覆隔膜涂覆隔膜是在基膜的单面或双面涂覆一层氧化铝、二氧化硅等粉体无机材料,从而提升隔膜的高温性能、穿刺强度、亲液性能等。涂覆材料粒度大小及分布对涂覆隔膜的性能起着决定性的作用。以最常用的氧化铝涂覆隔膜为例,一般采用亚微米级别的α相氧化铝材料,颗粒大小适中且粒度均匀的氧化铝能很好地粘接到隔膜表面,不会堵塞膜孔,成孔均匀,能够提高隔膜的耐高温性能和热收缩率,能够改善隔膜对电解液的亲和性,同时保持较好的机械性能,从而提高锂电池的安全性能。氧化铝涂层的粒径越大,隔膜的厚度会增加,隔膜的化学性能会迅速下降。综上所述,粒度分布测试已成为提升锂离子电池性能的重要检测手段,选择一款高性能的激光粒度分析仪就成为了研发机构、材料生产厂家、电芯生产厂家的共同需求。一款好的激光粒度分析仪应该具备良好的测试结果的真实性、重现性、分辩能力、易操作性等。测试结果的真实性是指测试结果能够反映颗粒的真实大小,尽管粒度测量不宜引用“准确性”这一指标,但这并不意味着测量结果可以漫无边际地乱给。测试结果的真实性是激光粒度分析仪最根本的分析性能,如果没有测试结果的真实性做基础,仪器的重复性、重现性等其它性能就失去了讨论的意义。测试结果的重现性是指将同一批样品多次取样的测试结果的重复误差,误差越小,表示重现性越好。重现性的好坏取决于仪器获取光能分布数据的稳定性、对杂散光的控制能力、对中精确度、光源和背景的稳定性、进样器的分散性能等。只有具备良好重现性的仪器才能对测试样品的粒度分布进行可靠的评价,有利于用于多个样品之间差异的准确识别。激光粒度分析仪的分辨能力指的是仪器对样品不同粒径颗粒的测量分辨能力以及对给定粒度等级中颗粒含量的微小变化识别的灵敏程度。一般来说,除了影响重现性的因素外,散射光能分布角度和光强的获取,低背景噪声的光学电子设计,高精度的模数转换及反演计算水平都对仪器的分辨能力有较大影响。只有高分辩能力的仪器才能准确识别测试样品的细微粒径变化。激光粒度分析仪的原理结构激光粒度分析仪的易操作性是指操作简单、故障率低、易于日常维护保养。如果仪器的易操作性不高,即便有良好的测试性能,也不能高效满足用户的测试需求。Topsizer激光粒度分析仪和Topsizer Pus激光粒分析仪就是这样两款在锂离子电池行业被广泛应用的高性能激光粒度分析仪。量程宽、重现性好、分辨能力强、自动化程度高、故障率低等优异性能保证了测试结果和分析能力,而且与国内外、行业上下游黄金标准保持一致,不仅为用户节省了方法开发和方法转移上的时间和成本,更重要的是可以避免粒径检测不准带来的经济损失和风险,无论在产品研发、过程控制还是质量控制上,都能够为用户带来真正的价值。● 测试范围:0.02-2000μm(湿法),0.1-2000μm(干法)● 重复性:≤0.5%(标样D50偏差)● 准确性:≤±1%(标样D50偏差)● 测量速度:常温测量10秒内完成欧美克Topsizer激光粒度分析仪Topsizer激光粒度分析仪是珠海欧美克仪器有限公司于2010年被英国思百吉集团全资收购后,利用思百吉集团的全球资源全新打造的旗舰产品,具有量程宽、重现性好、精度高、测试结果真实、自动化程度高等诸多优点,真正站在了当前粒度检测领域的前沿。● 测试范围:0.01-3600μm(湿法),0.1-3600μm(干法)● 重复性:≤0.5%(标样D50偏差)● 准确性:≤±0.6%(标样D50偏差)● 测量速度:常温测量10秒内完成欧美克Topsizer Plus激光粒度分析仪Topsizer Plus激光粒度分析仪是继广受赞誉的Topsizer 后,作为马尔文帕纳科的全资子公司,珠海欧美克仪器有限公司推出的又一款高端粒度分析仪器。该仪器引入了国际先进的光学设计,结合欧美克近30年的技术积累,采用全球化的供应链体系,使激光衍射法的测试范围达0.01-3600um。Topsizer Plus保持了Topsizer量程宽、重复性好、分辨力高、真实测试性能强和智能化程度高等优点,通过进一步提升光学设计、硬件和反演算法,拓展了其测试范围以及实际测试性能,代表了当前国产激光粒度仪的技术水平。
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